Транспортное средство, приводимое в действие мускульной силой человека

 

Использование: относится к механическому колесному транспорту, приводимому в движение мускульной энергией человека. Сущность изобретения: транспортное средство, приводимое в действие мускульной силой человека, содержит кузов, в котором размещен ножной привод, связанный с задними колесами через вариатор, аккумулятор и тормозной переключатель. Вариатор, аккумулятор и тормозной переключатель имеют определенные конструкции, описанные в материалах заявки. 2 з.п. ф-лы, 17 ил.

Изобретение относится к механическому колесному транспорту, приводимому в движение мускульной энергией водителя.

Целью изобретения является улучшение эксплуатационных качеств.

Достигается это тем, что транспортное средство содержит мост, включающий трансмиссию, соединенный с двумя опорными ведущими колесами, тормоза и несущий кузов с направляющим колесом.

Новым является то, что транспортное средство снабжено вариатором, аккумулятором и тормозным переключателем, установленными в кузове, а тормоза, выполненные в виде дисков, жестко соединены с полуосью заднего моста через ступицы и взаимодействуют с тормозными колодками, размещенными с скобе. Вариатор выполнен в виде двух (и более) кассет, размещенных в кожухе и соединенных общим гибким элементом и механизмами фиксации и расцепления; каждая из кассет выполнена в виде шкива, подвижно (шарнирно) установленного на осях и снабженного щечками (в виде катушки); одна из кассет снабжена одной и более катушками с храповым механизмом узла переключения передач, а другая - дополнительным шкивом, храповыми механизмами и звездочкой; катушки первой кассеты снабжены двумя (и более) ручьями, на которых размещены (один и более) витки дополнительных гибких элементов, один из которых подпружинен, а другой соединен с педалью; механизм фиксации выполнен в виде шарика, подпружиненного в сторону водила, жестко соединенного с осью и взаимодействующих с водилом зубьев храповика, жестко соединенных (монолитно) со щечкой шкива посредством шарнирно закрепленного на водиле коромысла, подпружиненного относительно водила; механизм расцепления выполнен в виде сектора с кулачковым профилем и шаровой опорой; на щечке шкива первой кассеты установлены упоры, взаимодействующие с узлами переключения, размещенными на кожухе. В полости катушек размещены храповые механизмы, подвижно установленные на оси; первый храповой механизм второй кассеты размещен на щечке шкива, а второй храповой механизм - на кожухе; звездочка свободно установлена на оси и снабжена храповыми колесами, размещенными на ее торцах; дополнительный шкив имеет ручей, на котором размещен дополнительный гибкий элемент. Аккумулятор выполнен в виде полой фасонной опоры, подвижно установленной на оси вала аккумулятора, размещенного на ней секционного барабана, фланцевые диски (опоры) которого соединены общими осями и двумя ступицами; на ступицах жестко закреплены звездочки, причем на первой ступице закреплено водило, соединенное одним концом гибкого элемента, витки которого размещены на демпфирующих компенсаторах; демпфирующие компенсаторы выполнены в виде комплектов шайб, шарнирно установленных на осях секционного барабана; второе водило соединено с другим концом гибкого элемента и жестко закреплено на оси аккумулятора; на второй ступице жестко закреплен тормозной диск; первая ступица подвижно установлена на полой опоре, а вторая неподвижно закреплена на оси аккумулятора. Тормозной переключатель выполнен в виде размещенных на одной оси кулачкового сектора и ручки (рукоятки) тормозного переключателя, жестко соединенной с сектором храпового механизма, закрепленным на корпусе транспортного средства; на торце храпового механизма выполнен Г-образный кронштейн для крепления троса, пазы для размещения подвижных элементов, взаимодействующих с кулачковым сектором (кулачком) посредством контактирующего ролика (шарнира), установленного на оси вилкообразного кронштейна; на фланце сектора храпового механизма выполнены зубья храповика, взаимодействующие с подпружиненным зубом, подвижно установленным на ручке тормозного переключателя посредством кнопочного рычага. Узлы переключения выполнены в виде командного и исполнительного механизма; командный аппарат выполнен в виде размещенной в корпусе (кожухе) вилкообразной тяги, включающей один и более штоков с зацепами, установленных в салазках, взаимодействующих одним концом с исполнительным механизмом, другим - с зубом (фиксатором) тяги, взаимодействующей со штоком.

На фиг. 1 изображено транспортное средство, общий вид; на фиг. 2 - то же, вид сверху; на фиг. 3 изображена трансмиссия; на фиг. 4 - вариатор, вид сбоку; на фиг. 5 - вариатор, вид сверху; на фиг. 6 а,б,в - элементы вариатора; на фиг. 7 - шкив привода вариатора; на фиг. 8 - то же, вид сверху; на фиг. 9 - тормозной переключатель; на фиг. 10 - разрез по А-А на фиг.9; на фиг. 11 - аккумулятор; на фиг. 12 - задний мост транспортного средства; на фиг. 13-17 - тормозные элементы.

Транспортное средство содержит привод 1, задний мост 2, трансмиссию 3, опорные ведущие колеса 4 и 5, тормоза 6, несущий кузов 7, направляющее колесо 8, вариатор 9, аккумулятор 10, тормозной переключатель 11.

Тормоза 6 включают диски 12, тормозные колодки 13, тормозные колодки 14. Диски 12 жестко соединены с полуосью 15 заднего моста 3 через ступицы 16 и 17, взаимодействующие с тормозными колодками 14. Тормозные колодки 14 размещены в скобе 18. Вариатор выполнен в виде (двух и более) кассет 19 и 20, размещенных в кожухе 21, и соединенных общим гибким элементом 22 и механизмами фиксации и расцепления. Механизм фиксации выполнен в виде водила 23, жестко соединенного с осью 24 и взаимодействующих с водилом 23 зубьев 25 храповика. Зубья 25 жестко (монолитно) соединены со щечкой шкива 26 и взаимодействуют с зубом коромысла 27, шарнирно закрепленного на водиле 23 и подпружиненного пружиной 28 относительно водила 23. Механизм расцепления выполнен в виде сектора 29 с кулачковым профилем и шаровой опорой 30. Водило 23 (периодически) контактирует с шариком 31, подпружиненным пружиной 32 в сторону водила 23. Каждая из кассет 19 и 20 выполнена в виде шкива 26 (и 33), подвижно (шарнирно) установленного на оси 24 (и 34) и снабженного щечками 35, 36 (37, 38), т.е. шкивы выполнены в виде катушки. Кассета 19 снабжена катушками 39 и 40 с храповыми механизмами 41 и 42, жестко установленными на оси 24. Кассета 20 снабжена дополнительным шкивом 43, храповыми механизмами 44 и 45 и звездочкой 46. Катушки 39 и 40 снабжены (двумя и более) ручьями 47 и 48, 49 и 50, на которых размещены витки дополнительных гибких элементов 51, 52, 53, 54. Гибкие элементы 51 и 53 подпружинены, а 52 и 54 соединены с педалями 55 и 56. На щечке 33 шкива 26 установлены (жестко закреплены) упоры (зацепы) 57, взаимодействующие с узлами переключения передач 58 и 59. Узлы переключения 58 и 59 размещены на кожухе 21. Храповые механизмы 41, 42 размещены в полости катушек 39, 40. Храповой механизм 45 размещен на щечке 38 шкива 33, а храповой механизм 44 размещен на кожухе 21. Звездочка 46 свободно установлена на оси 34 и снабжена храповыми колесами 60, 61, размещенными на ее торцах. Дополнительный шкив 43 снабжен ручьем 62, на котором расположен гибкий элемент 63. Аккумулятор 10 выполнен в виде фасонной опоры 64, подвижно установленный на оси 65. На полой фасонной опоре 64 размещен секционный барабан 66, выполненный в виде набора втулок,жестко соединенных с размещенными между ними фланцевыми дисками-опорами 67,68,69,70. На периферии фланцевых дисков 67, 68, 69, 70 выполнены соосные отверстия под оси 71,72,73,74,75,76, которые жестко соединяют эти диски между собой, образуя опору под демпфирующие компенсаторы, выполненные в виде комплектов шайб 77,78,79,80. Шайбы установлены на осях 71,72,73,74,75,76 шарнирно и образуют вместе с осями барабан, на который накладывается гибкий элемент 81. Аккумулятор содержит установленные на полой опоре 64 ступицу 82 и на оси аккумулятора 65 - ступицу 83. На ступице 83 жестко закреплены звездочки 84 и тормозной диск 12, на ступице 82 жестко закреплены звездочка 85 и водило 86. На оси 65 жестко закреплено водило 87. Полая опора 64 выполнена в виде полого вала, жестко соединенного с обоймой 88, имеющей сквозные пазы. Полая опора 64 и обойма 88 установлены шарнирно на оси 65. Обойма 88 жестко соединена с кузовом 7 и выполняет роль кронштейна. Гибкий элемент 81 одним концом соединен с водилом 86, другим - с водилом 87. Ступицы 82 установлены на полой опоре 64 с возможностью вращения (подвижно). Ступица 83 закреплена на оси 65 неподвижно. Тормозной переключатель 11 выполнен в виде размещенных на оси 89 кулачкового сектора 90, (ручки) рукоятки 91, жестко соединенной с кулачком 90 и храпового механизма 93. Сектор 92 храпового механизма жестко закреплен на корпусе кузова 7. На торце сектора 92 храпового механизма 93 выполнены Г-образный кронштейн 94 для крепления троса 95, пазы для размещения подвижных элементов 96, взаимодействующих с кулачковым сектором (кулачком) 90 посредством контактирующего ролика (шарнира), установленного на оси 98 вилкообразного кронштейна 99. На фланце сектора 92 храпового механизма выполнены зубья храповика, взаимодействующие с зубом 100, подпружиненным пружиной 101, и подвижно установленным на ручке (рукоятке) 91 тормозного переключателя посредством кнопочного рычага 102. Кожух 21 жестко закреплен на кузове 7. Дополнительный шкив 43 подпружинен пружиной 103, катушки 39, 40 подпружинены пружинами 104. Зубья 105 храповых механизмов 41 и 42 подпружинены пружинами 106. Вариатор 9 через звездочку 46 соединен цепью 107 со звездочкой 85 аккумулятора 10. Аккумулятор 10 соединен через звездочку 84 цепью 108 со звездочкой заднего моста 109 со звездочкой 110. Звездочка 110 жестко закреплена на валу 115 с храповыми колесами 111, 112, а ступица 16 имеет храповой механизм 113. Ступица 17 имеет храповой механизм 114. В скобе 18 тормозного механизма находится ось 116 с рычагом и кулачком 117, и опора 118 скобы 18.

Транспортное устройство работает следующим образом. Нажатием ноги на педали 55, 56, педаль проходит ограниченный путь, равный длине окружности катушки 39 (ее ручья 49). Педаль жестко соединена гибкой связью 54 с катушкой 40. За одной нажатие катушка делает один оборот. Жестко на одной оси 24 находятся храповые механизмы 42, которыми катушка поворачивает вал на один оборот, а вместе с ним водило 23, жестко закрепленное на оси 24. В исходное положение ногу и педаль 55 возвращает пружина 53. Водило 23, находясь в исходном положении, при повороте оси 24 выходит из контакта с шариком 31. Шаровая опора 30 выходит из сектора α и коромысло 27 за счет пружины 28 поворачивается и храповой (механизм) зуб коромысла 27 входит в зацепление с зубьями 25 соединенного со щечкой шкива 26. За один оборот храповик водила 27 находится в зацеплении (360^о - α ) и снова встает в исходное положение, как только шаровая опора 30 войдет в зону α и будет взаимодействовать с кулачковым сектором 29, при этом произойдет расцепление водила 23 со шкивом 26. Кассета 26 подпружинена через гибкий элемент 22, шкив 20, дополнительный шкив 43, гибкий элемент 63, пружину 103, поэтому вся система: шкив 19 и 20 возвращаются в исходное положение до упора (зацепа) 57 с узлами переключения 59. Кассеты будут работать возвратно-поступательно от любой катушки - 39 или 40. Дальше усилие будет передаваться от кассеты 33, щечки 38, храпового механизма 45 звездочке 46 (храповой механизм 45 служит для сообщения звездочке вращения в одну сторону; а 44 служит для предотвращения обратного хода). Дальше усилие от звездочки 46 цепью 107 через звездочку 85 аккумулятора 10, ступицу 82, водило 86, гибкий элемент 81 на водило 87 через ось 23 ступице 83 и звездочке 84 через цепь 108 усилие передается звездочке 110 заднего моста 109. От звездочки 110 через храповые колеса 111, 112 усилие передается храповикам 113, 114, которые находятся на ступице 16, 17 и через полуось 15 - на опорные колеса 4 и 5.

Описание работы. Торможение последовательное. Сначала затормаживается выход аккумулятора 10 через тормозной диск 12 тормозами 6, через трос 95 (тормозной). Затем затормаживаются задние колеса 4 и 5 через полуось 15, ступицу 16 и 17, тормозной диск 12 тормозом 6 через трос 95. Потом затормаживается переднее дисковое колесо через трос 95.

Тормозной переключатель и аккумулятор.

Кроме общего последовательного торможения транспортного средства имеется возможность затормозить выход аккумулятора 10 через тормозной диск 12. Для этого надо ручку 91 тормозного механизма из нулевого положения поставить в положение I (фиксированное), тогда ролик 97 переместится с R на R₁ через ось 98 кронштейна 99, подвижный элемент 96 натянет трос 95 по отношению к Г-образному кронштейну 84, где находится оболочка троса 95 и через трос 95 усилие передается кулачку 117 через рычаг 115 и ось 116. Кулачок 117 сдвинет тормозные колодки 14 к тормозному диску 12 и тормозное усилие от диска 12 через скобу 18 и опору 118 передается на кузов транспортного средства. В это время зуб 100 храповика механизма 93 войдет в паз сектора 92 и ручка 91 будет застопорена по отношению сектора 92. При нажатии на педали 55 и56 усилие будет передаваться звездочке 46 привода 1 и будет накапливаться энергия в аккумуляторе 10. Под напряжением будут храповой механизм 44, звездочка 46, цепь 107 привода 1, звездочка 85, ступица 82, водило 86, гибкий элемент 81, водило 87, ось 23, ступица 83, тормозной диск 12, тормоза 6, обойма 88 и кузов.

Заряженный механический аккумулятор 10 можно использовать для движения, переместив тормозную ручку 91 из положения I в положение "0". Тогда растормозится диск 12 и накопленная энергия в гибком элементе 81 будет передаваться колесам 4 и 5 через звездочку 84, цепь 108, звездочку 110, храповые механизмы 113, 114, ступицу 16 и 17, полуось 15 и колесам 4 и 5.

Положение на тормозном секторе 92 ручки 91 - II.

В этом положении затормаживается описанный выше аккумулятор (последовательное торможение) и тогда ролик 97 переместится с R на R₁ и аналогично - все остальное, только усилие торможения будет передано через тормоза 6 задним тормозным дискам 12, 119, 120. В фиксированном положении II эти же тормоза будут служить стояночным тормозом.

III - положение на тормозном секторе 92 ручки 91.

Ролик переместится с R на R₁ и передаст усилие торможения обычному дисковому тормозу переднего колеса. В этом положении ручка тормоза 91 не фиксируется.

Формула изобретения

1. ТРАНСПОРТНОЕ СРЕДСТВО, ПРИВОДИМОЕ В ДЕЙСТВИЕ МУСКУЛЬНОЙ СИЛОЙ ЧЕЛОВЕКА, содержащее установленный на колесах кузов, в котором размещен ножной привод, связанный с ведущими осями задних колес через вариатор, аккумулятор и тормозной переключатель, отличающееся тем, что вариатор снабжен механизмами фиксации и расцепления и выполнен в виде нескольких шкивов, соединенных общим гибким элементом и установленных на осях с возможностью вращения относительно них, причем на одном из шкивов расположен узел переключения передач, аккумулятор выполнен в виде установленной на оси с возможностью поворота относительно нее полой опоры, на которой расположен секционный барабан, состоящий из демпфирующих компенсаторов и охваченный гибким элементом, который связан противоположными концами с элементами, передающими крутящий момент, а тормозной переключатель выполнен в виде размещенных на одной оси кулачкового сектора и жестко соединенной с сектором храповика, закрепленного на кузове транспортного средства, рукоятки, причем на секторе храповика закреплен Г-образный кронштейн для фиксации троса и выполнены пазы для размещения подвижных элементов, взаимодействующих с кулачковым сектором посредством ролика, установленного на оси, закрепленной на вилкообразном кронштейне.

2. Транспортное средство по п.1, отличающееся тем, что механизм фиксации выполнен в виде двуплечего рычага, средней частью шарнирно установленного на одном конце водила, которое другим концом связано с той же осью, что и один из шкивов, причем один из концов двуплечего рычага имеет возможность взаимодействия с зубьями, расположенными на шкиве, и подпружинен относительно него.

3. Трнаспортное средство по п.1, отличающееся тем, что механизм расцепления выполнен в виде сектора с кулачковым профилем и шаровой опорой, причем сектор выполнен с возможностью взаимодействия с вторым концом двуплечего рычага механизма фиксации.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9, Рисунок 10, Рисунок 11, Рисунок 12, Рисунок 13, Рисунок 14, Рисунок 15, Рисунок 16, Рисунок 17