RU2868373C1 - Канатный велосипед Костенюка - Google Patents

Abstract

Изобретение относится к специальному виду транспорту, передвигающемуся по тросам. Техническим результатом, на который направлено предлагаемое техническое решение, является создание простой конструкции устройства с возможностями легкого монтажа / демонтажа велосипеда с троса и на трос. Для этого предложено устройство, включающее велосипедную раму и каретку с шкивообразными колесами, выполненными с возможностью их расположения на тросе, на велосипедной раме установлены руль с кронштейном, сиденье, педальный узел со звездочкой и задняя вилка с осью на которой размещен фривил, каретка выполнена из двух пластин формирующих корпус каретки, стянутых между собой так, что между пластинами на осях с возможностями вращения расположены шкивообразные колеса каретки, на осях колес каретки с внешних сторон пластин корпуса установлены полувилки, при этом звездочка педального узла велосипеда через цепь связана с одной из звездочек, размещенных на задней оси велосипеда, вторая звездочка задней оси велосипеда посредством двух последовательно размещенных наклонных цепей промежуточных звеньев, соединенных через промежуточную ось, на которой расположена пара звездочек, соединена со звездочкой, размещенной на трещетке приводного, заднего шкивообразного колеса каретки, полувилки на каждой из осей каретки последовательно посредством карабинов и тросиков прикреплены к раме велосипеда через рымболт, установленный в кронштейне рамы велосипеда для переднего колеса каретки, и через соединительные вилки, расположенные на задней оси велосипеда для заднего колеса каретки, первое промежуточное звено содержит стержень с торцевыми вилками, одна из которых соединена с шарниром задней оси велосипеда, а вторая с промежуточной осью, на которой установлены две звездочки, фиксированные на втулке, установленной на подшипниках, второе промежуточное звено содержит стержень, соединенный одной торцевой частью с вилкой с промежуточной осью, а другой с шарнирным узлом задней оси каретки. 2 з.п. ф-лы, 6 ил.

Description

Область техники

Данное техническое решение относится к специальному виду транспорту, передвигающемуся по тросам, а именно к области канатных велосипедов.

Возможно использование заявляемого решения как аттракциона, для туризма и спорта, особенно в горных районах местности.

Уровень техники

Известны различные решения, позволяющие осуществлять движение по канатной дороге, например:

Известны аттракционы - зиплайны, содержащие несущий трос, жестко закрепленный в двух точках. Причем первая точка - старт крепления троса находится выше второй точки - финиш крепления. По этому тросу происходит спуск человека на роликовой каретке. На человека надевается страховая обвязка, и с помощью колец она крепится к роликовой каретке. Спуск происходит под действием силы тяжести с более высокой точки - старт к более низкой точке - финиш крепления троса. Недостатками подобных решений является само предназначение устройств, в связи с чем подъем кареток в исходное назначение производится зачастую подтяжкой за счет дополнительного троса и не предусмотрены приводы колес каретки для ее самостоятельного движения.

Известны системы канатных дорог, например:

Многокабельная канатная дорога, описанная в патенте Франции FR 2572698, дорога представлена системой с несколькими воздушными кабелями, проходящими по параллельным путям между двумя станциями для поддержки транспортных средств или кабин, перемещающихся между станциями на линии, при этом каждое транспортное средство имеет несколько опорных элементов, которые взаимодействуют с указанными кабелями, указанные кабели образуют внешнюю рамку транспортного средства без подвески и закреплены на линии, каждый из кабелей взаимодействует с опорным элементом.

Или установка для перемещения по патенту США US 6360669, включающая: поддерживающий трос, идущий от горной станции к долинной станции; поддерживающую и направляющую шину, на которой закреплено множество кронштейнов, причем упомянутые кронштейны охватывают упомянутый поддерживающий кабель, расположены с возможностью смещения относительно упомянутого поддерживающего троса, и устанавливают упомянутую поддерживающую и направляющую шину на упомянутый поддерживающий кабель; каретка, подвижно закрепленная на указанной поддержке, и направляющий рельс, позволяющие смещаться от горной станции к станции долины; а также транспортный узел для размещения по меньшей мере одного человека, прикрепленного к указанной тележке.

Среди аналогичных известных решений, использующих велосипедный привод, известны:

Аттракцион, канатный велосипед: h HYPERLINK HYPERLINK "https://krok.biz/tayparki/velosiped-kanatniy-zip-bike-v-sbore""https://krok.biz/tayparki/velosiped-kanatniy-zip-bike-v-sbore HYPERLINK "https://krok.biz/tayparki/velosiped-kanatniy-zip-bike-v-sbore"" HYPERLINK "https://krok.biz/tayparki/velosiped-kanatniy-zip-bike-v-sbore"ttps://krok.biz/tayparki/velosiped-kanatniy-zip-bike-v-sbore, обычный велосипед, у которого сняты резиновые покрышки и вместо них размещены специальные шкивообразные обручи. Сам велосипед фиксируется на тросе с помощью натяжителя. Наездник подстраховывается вторым тросом, расположенным над первым, несущим тросом. Недостатки решения: требуется два троса, неустойчивая конструкция, проблемы с внутренней вставкой в ободья колес, при этом движение осуществляется только в одном направлении;

Канатный велосипед по заявки Кореи № KR 1020220130466 на изобретение, содержащий: велосипедный блок, который передает движущую силу путем соединения с кареткой для перемещения по тросу в состоянии, в котором на борту находится пассажир; блок каретки, который установлен в верхней части велосипеда и соединен с тросом для перемещения по тросу под действием движущей силы приводного блока; и приводной блок, который установлен поперек велосипедного блока и каретки для передачи движущей силы велосипеду и каретке для использования как ручных, так и автоматических операций. Таким образом, благодаря свободному перемещению троса в продольном направлении, а также в левом и правом направлениях, настоящее изобретение может обеспечить впечатление и удовольствие. Настоящее изобретение позволяет пассажиру перемещаться по тросу, установленному в воздухе, чтобы оценить окружающий ландшафт и насладиться острыми ощущениями, тем самым увеличивая любопытство и удовольствие. Кроме того, к устанавливаемому блоку тележки можно прикрепить жесткое кольцо или шкив, подходящий для троса, так что кольцо можно зафиксировать на тросе, даже когда блок тележки смещен, тем самым позволяя пользоваться канатным велосипедом безопасным способом;

Канатный велосипед, интернет ресурс: https://idealturnik.ru/product/kanatnyy-velosiped/ Содержащий раму с жестко прикрепленной к ней кареткой. Каретка содержит два колеса, размещенных на осях, одно колесо является ведущим и, через звездочку и цепь приводится в движение педалями наездника. На раме размещен педальный узел и сиденье. Педальный узел содержит педали, шатуны, ось и ведущую звездочку. Цепь от ведущей звездочки попадает на промежуточную ось со звездочкой. Далее с промежуточной звездочки, вторая цепь подается на звездочку ведущего колеса каретки.

Недостатком такого канатного велосипеда являются:

каретка с колесами жестко прикреплена к раме, следовательно, она более-менее благоприятно может перемещаться только по относительно горизонтально натянутым тросам. Если трос имеет большую протяженность и, следовательно, большой провис, такой канатный велосипед просто не сможет ехать вверх из-за крутящего момента в вертикальной плоскости. Это же справедливо и в том случае, когда одна точка крепления троса закреплена выше первой.

При этом канатный велосипед не имеет возможности перемещаться назад, т.е. может ехать по тросу только в одном направлении.

Привод устройства сложный, т.к. имеет две цепи и промежуточную ось. Поскольку давление колес на трос осуществляется в двух точках (два колеса над тросом), а только одно из этих колес является ведущим, то сцепные свойства ведущего колеса в два раза меньше, чем бы они могли бы быть, если весь вес велосипеда приходился бы только на одно колесо.

Все аналогичные решения, особенно перемещающиеся по двум и более тросам, рассчитаны на то, что тросы сильно натянуты - их угол наклона к горизонту не велик. В противном случае они будут неустойчивы, может произойти скручивание между тросами в середине пролета. Сильное натяжение тросов (с малыми провисами) увеличивает, как показало компьютерное моделирование (математический аппарат из системы нескольких дифференциальных уравнений - может быть предоставлен экспертизе), резко уменьшает запас прочности троса, а следовательно, и длину максимального пролета и время его эксплуатации. Например, трос, имеющий длину 80 метров и предварительный натяг 1700 кгс, при движении по нему канатного велосипеда (тросопеда) массой 150 кг, испытывает общую нагрузку в районе 3000 кгс. Имеет запас прочности 7. При минимально допустимой 3.15 (ГОСТ для канатных дорог). Максимальный угол наклона троса при этом будет в районе 6 градусов. Если мы хотим получить угол наклона троса в районе 2 градусов, то трос необходимо натянуть с усилием не менее 6000 кгс. Это снизит коэффициент запаса прочности до 3.5 единиц, что еще допустимо, но, конечно, скажется на времени его эксплуатации. Если длина пролета будет возрастать до сотен метров и более, начнет сказываться и вес самого троса. Попытка уменьшить угол наклона троса может наткнуться на предел запаса прочности троса. Поэтому можно утверждать, именно предлагаемая конструкция тросопеда с возможностью перемещением под максимальными углами, в отличие от прототипов, позволяет получить тросовые трасы с максимальной длиной пролета и максимальным временем эксплуатации.

Ближайшим техническим решением к заявляемому является канатный велосипед Костенюка по патенту РФ № 2828503. Он предназначен для перемещения по тросу в обоих направлениях. Недостаток данного решения заключается в том, что не предполагается его демонтаж с троса, т.е. будучи единожды установленным на тросе, он эксплуатируется без снятия с троса, в силу сложности конструкции и наличия по обеим сторонам рамы двух приводных цепей.

При этом существует необходимость снятия каретки (канатного велосипеда) с троса. Например, по окончании спуска на велосипеде необходимо убрать каретку для следующего спускающегося, а решение по прототипу не может обеспечить легкость монтажа /демонтажа велосипеда на/с трос(а).

Раскрытие изобретения

Технической проблемой, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является создание простого канатного велосипеда с возможностью быстрой установки (снятия) на/с троса.

Технический результат заявленного изобретения заключается в создании канатного велосипеда, простой стандартной рамной конструкции с возможностями легкого монтажа /демонтажа велосипеда с троса и на трос.

Для достижения указанного технического результата предложен канатный велосипед, включающий велосипедную раму и каретку с шкивообразными колесами, выполненными с возможностью их расположения на тросе, на велосипедной раме установлены руль с кронштейном, сиденье, педальный узел со звездочкой и задняя вилка с осью, на которой размещен фривил, каретка выполнена из двух пластин, формирующих корпус каретки, стянутых между собой так, что между пластинами на осях с возможностями вращения расположены шкивообразные колеса каретки, на осях колес каретки с внешних сторон пластин корпуса установлены полувилки, при этом звездочка педального узла велосипеда через цепь связана с одной из звездочек, размещенных на задней оси велосипеда, вторая звездочка задней оси велосипеда посредством двух последовательно размещенных наклонных цепей промежуточных звеньев, соединенных через промежуточную ось, на которой расположена пара звездочек, соединена со звездочкой, размещенной на трещетке приводного, заднего шкивообразного колеса каретки, полувилки на каждой из осей каретки последовательно посредством карабинов и тросиков прикреплены к раме велосипеда через рымболт, установленный в кронштейне рамы велосипеда для переднего колеса каретки и через соединительные вилки. расположенные на задней оси велосипеда для заднего колеса каретки, первое промежуточное звено содержит стержень с торцевыми вилками, одна из которых соединена с шарниром задней оси велосипеда, а вторая с промежуточной осью, на которой установлены две звездочки, фиксированные на втулке, установленной на подшипниках, второе промежуточное звено содержит стержень, соединенный одной торцевой частью с вилкой с промежуточной осью, а другой с шарнирным узлом задней оси каретки.

Возможны варианты, что:

между тросиком и рымболтом кронштейна установлен дополнительный карабин;

между тросиком и соединительными полувилками задней оси велосипеда установлены дополнительные карабины.

Совокупность приведенных выше существенных признаков приводит к тому, что:

кинематическая схема позволяет изменять положение велосипедиста и рамы велосипеда относительно каретки при углах троса, отличных от нуля, при отсутствии такой возможности и жестком креплении рамы к каретке ехать при подъемах/спусках было бы затруднительно или даже невозможно в силу влияния рамы на каретку;

Осуществлять возможность быстрого монтажа / демонтажа велосипеда на/с троса, а сама рама предлагаемого канатного велосипеда с незначительными изменениями практически полностью совпадает с рамой обычного (наземного) велосипеда, что существенно упрощает и удешевляет производство канатных велосипедов путем использования рам и всех комплектующих (сидений, педальных узлов, рулей, осей со звездочками, ручек скоростей и тормозов, механизмов передач и т.д.) от обычных (наземных) велосипедов.

Краткое описание чертежей

На фиг 1 изображен канатный велосипед, вид сбоку, позициями обозначены:

1 - трос;

2 - корпус каретки;

3 - переднее шкивообразное колесо каретки 2;

4 - заднее шкивообразное колесо каретки 2;

5 - левая полувилка каретки;

6 - рама велосипеда;

7 - тросик;

8 - кронштейн;

9 - соединительная вилка;

10 - руль:

11 - сиденье;

12 - звездочка педального узла;

13 - цепь между звездочкой педального узла 12 и задней звездочкой 14;

14 - задняя звездочка;

15 - первое промежуточное звено;

16 - цепь первого промежуточного звена;

17 - звездочки промежуточной оси;

18 - второе промежуточное звено;

19 - цепь второго промежуточного звена.

На фиг. 2 изображен вид А (сзади)

20 - звездочка заднего шкивообразного колеса 4.

21 - шарнирный узел;

22 - правая полувилка каретки;

23 - промежуточная ось;

24 - соединительный карабин;

25 - задняя ось рамы велосипеда.

На фиг. 3 изображен канатный велосипед в сложенном состоянии и снятия с троса 1.

На фиг. 4 изображен кронштейн 8 канатного велосипеда, позициями обозначены:

26 - нижняя пластина;

27 - верхняя пластина;

28 - ребро жесткости;

29 - рымболт;

30 - рулевая трубка рамы 6.

На фиг. 5 изображен шарнирный узел 21и его крепление к оси 25.

На фиг 6 изображено сечение шарнирного узла 21, где

31 - соединительная шпилька;

32 - полиамидная втулка;

33 - опорный подшипник;

34 - гайка.

Осуществление и примеры реализации изобретения

Ниже приведен пример конкретного выполнения заявляемого решения, который не ограничивает варианты его исполнения.

Канатный велосипед, схематически показанный на фиг. 1 и 2, содержит велосипедную раму (может быть использована рама обычного классического двухколесного наземного велосипеда), на которой размещены: руль 10 с кронштейном 8, сиденье 11, педальный узел со звездочкой 12 и задняя вилка с осью 25, на которой размещен фривил (трещетка, блок звездочек), содержащий как минимум две звездочки 14. Звездочка 12 педального узла через цепь 13 связана с одной из звездочек 14, размещенной на задней оси 25. Вторая звездочка 14 на задней оси посредством двух последовательно размещенных наклонных цепей 16 и 19 через промежуточную ось 23 с парой звездочек 17, соединена со звездочкой 20, размещенной на трещетке приводного шкивообразного колеса 4, последнее в свою очередь, размещено на корпусе каретки 2. Каретка выполнена из двух металлических пластин, формирующих корпус 2 каретки, стянутых между собой шпильками (не показаны), между пластинами 2 на осях с возможностями вращения расположены шкивообразные колеса 3 и 4 каретки. На осях обоих колес каретки с внешних сторон пластин 2 размещены полувилки 5 и 22 соответственно с левой и с правой стороны. Левая и правая полувилка на каждой из осей каретки последовательно посредством карабинов 24 и тросиков 7 жестко прикреплены к раме 6 велосипеда через кронштейн 8 для переднего колеса каретки и через соединительные вилки 9, расположенные на задней оси 25 велосипеда для заднего колеса 4 каретки, при этом переднее колесо 3 каретки через левую и правую полувилки 5 и 22, установленные на его оси, карабин 24 и тросик 7 жестко прикреплены к рымболту кронштейна 8, размещенного на рулевой трубке рамы 6. Для удобства эксплуатации тросик 7 можно прикреплять к рымболту кронштейна 8 через промежуточный карабин 24 (не показан на чертежах).

Заднее колесо 4 через левую и правую полувилки 5 и 22, карабин 24 и тросик 7 прикреплены к соединительным полувилкам 9, размещенным на задней оси 25 рамы велосипеда, и аналогично переднему колесу 3 для удобства данные крепления могут быть дополнены дополнительными карабинами 24, соединяющими полувилки 9 с тросиком 7, можно соединять тросик 7 и через коуши, но это не разъемные соединения и удобства при эксплуатации они уже не принесут.

Первое промежуточное звено 15 содержит вилку, выполненную из центрального стержня, одна сторона которого соединена с поворотным узлом - шарниром 21 установленным на задней оси 25 велосипеда, а вторая сторона выполнена в виде вилки для крепления к промежуточной оси 23 с двумя установленными звездочками 17. Аналогично выполнено и второе промежуточное звено 18, оба звена соединены между собой вилками с возможностями осевого движения относительно друг друга, меняя угол в общей промежуточной оси 23 с двумя звездочками 17. Возможный угол поворота промежуточных звеньев, относительно друг друга, находится в диапазоне от нуля (когда велосипед в сложенном состоянии) до 180 градусов.

Звездочки 17 жестко зафиксированы на общей втулке (не показано), а она в свою очередь установлена на подшипниках (не показаны на чертежах), размещенных на промежуточной оси 23. Ось 23 предпочтительно фиксируется в вилках с помощью гаек с полиамидными шайбами (не показаны на чертежах), последние уменьшают трение при повороте промежуточных звеньев относительно друг друга.

Второй конец стержня второго промежуточного звена 18 прикреплен к шарнирному узлу 21, размещенному только с правой стороны задней оси каретки.

Цепь первого промежуточного звена 16 натянута между звездочками 14 задней оси рамы велосипеда и первой из звездочек 17 промежуточного звена. Цепь второго промежуточного звена натянута между звездочками 20 задней оси колеса 4 каретки и второй из звездочек 17 промежуточного звена.

Размещение и крепление (только с правой стороны) шарнира 21 на задней оси 25 велосипеда схематически показано на фиг. 5 и 6, где на оси 25 после закрепления ее с возможностью вращения в раме 6 велосипеда установлена соосно оси 25 соединительная шпилька 31, на которой через полиамидную втулку 32 размещен шарнир 21 посредством прохождения шпильки 31 через его и фиксацией с обратной от звездочек 14 и рамы 6 стороны шпильки 31 гайкой 34, навинчиваемой на шпильку 31, с размещением между гайкой 34 и корпусом шарнира 21 опорного подшипника 33.

Размещение и крепление шарнира 21 (только с правой стороны), расположенного на оси заднего шкивообразного колеса 4 каретки, происходит аналогичным приведенным выше образом.

Размещение шарниров 21 именно с правой стороны диктуется тем обстоятельством, что исторически так сложилось, звездочка 12 педального узла и вся линия цепьевой передачи велосипеда находится именно с правой стороны. Поэтому монтировать/демонтировать велосипед на/с троса 1 можно только с левой стороны.

Кронштейн 8 схематически показан на фиг. 4 и состоит из двух параллельно расположенных пластин нижней и верхней 26 и 27, ребра жесткости 28 установленного между ними перпендикулярно им и сквозных отверстий, расположенных в обеих пластинах соосно, с возможностью установки в них рулевой трубки рамы 6 велосипеда. С обратной стороны отверстий для крепления рамы 6 в верхней пластине с наружной стороны установлен в резьбовое отверстие рыб болт 29. Каждый из стержней промежуточных звеньев может быть выполнен в виде закрытых талрепов (не показано на чертежах) для натягивания цепей. При необходимости снять велосипед с троса - схема показана на фиг.3: рама 6 велосипеда поднимается вверх до троса 1, левые полувилки 5 каретки освобождаются от соединительных карабинов 24 и поворачиваются вверх, а правые полувилки 22 посредством соединительных карабинов 24 и тросика 7 закрепляются с рымболтом 29 кронштейна 8 и соединительной вилкой. После снятия велосипеда с троса и при дальнейшей установке на трос все действия повторяются в обратном порядке.

Пример реализации

Канатный велосипед работает следующим образом.

Перед поездкой по тросу 1 велосипедист (не показан на чертежах) размещается на сиденье 11 и раме 6 аналогично обычному велосипедисту. Усилия от ног передаются через педали, установленные в педальном узле и звездочку 12 на цепь 13 между звездочкой педального узла 12 и задней звездочкой 14, цепи 16,19 промежуточных звеньев 15,18 и далее на шкивообразное колесо 4, последнее приводит в движение велосипед. Движение велосипеда осуществляется в одном направлении. При достижении конечной точки велосипед снимается с троса, по описанному выше способу и изменяется его расположение на тросе на 180 градусов.

Claims (3)

1. Канатный велосипед, характеризующийся тем, что включает велосипедную раму и каретку с шкивообразными колесами, выполненными с возможностью их расположения на тросе, на велосипедной раме установлены руль с кронштейном, сиденье, педальный узел со звездочкой и задняя вилка с осью, на которой размещен фривил, каретка выполнена из двух пластин, формирующих корпус каретки, стянутых между собой так, что между пластинами на осях с возможностями вращения расположены шкивообразные колеса каретки, на осях колес каретки с внешних сторон пластин корпуса установлены полувилки, при этом звездочка педального узла велосипеда через цепь связана со одной из звездочек, размещенных на задней оси велосипеда, вторая звездочка задней оси велосипеда посредством двух последовательно размещенных наклонных цепей промежуточных звеньев, соединенных через промежуточную ось, на которой расположена пара звездочек, соединена со звездочкой, размещенной на трещетке приводного, заднего шкивообразного колеса каретки, полувилки на каждой из осей каретки последовательно посредством карабинов и тросиков прикреплены к раме велосипеда через рымболт, установленный в кронштейне рамы велосипеда для переднего колеса каретки, и через соединительные вилки, расположенные на задней оси велосипеда для заднего колеса каретки, первое промежуточное звено содержит стержень с торцевыми вилками, одна из которых соединена с шарниром задней оси велосипеда, а вторая с промежуточной осью, на которой установлены две звездочки, фиксированные на втулке, установленной на подшипниках, второе промежуточное звено содержит стержень, соединенный одной торцевой частью с вилкой с промежуточной осью, а другой с шарнирным узлом задней оси каретки.

2. Канатный велосипед по п. 1, отличающийся тем, что между тросиком и рымболтом кронштейна установлен дополнительный карабин.

3. Канатный велосипед по п. 1, отличающийся тем, что между тросиком и соединительными полувилками задней оси велосипеда установлены дополнительные карабины.