Самокат

Изобретение относится к двухколесным средствам без седла. Самокат содержит опорно-приводную площадку с двумя направляющими, вдоль каждой из которых может перемещаться соответствующая подстопная платформа (8), которая связана толкающей штангой (18) с нижней ветвью соответствующего цепного приводного контура (20). При этом холостой ход платформы (8) обеспечивается посредством упругого элемента в виде пружины (27). Рулевая колонка соединена с рамой при помощи цилиндрического шарнира (5) с поперечно-горизонтальной осью вращения для изменения наклона площадки с направляющими. Техническое решение направлено на увеличение составляющей рабочего хода в цикле возвратно-поступательного движения подстопных платформ. 2 ил.

 

Изобретение относится к транспортным средствам, для передвижения которых водители используют энергию своих мышц.

В этой области техники значительную нишу занимают велосипеды и самокаты. Изобретатели первых образцов этих машин передвигались на них при помощи своих ног, которыми отталкивались от земли. В дальнейшем велосипед был оснащен цепной передачей на заднее колесо, обгонной муфтой, тормозом, пневматическими шинами и другими устройствами, получил широкое распространение в мире и превратился в серьезное транспортное средство, тогда как самокат практически остался на уровне своей первоначальной схемы и, как правило, используется для детских забав.

В патентной печати имеется ряд предложений о приводе задних колес самокатов от различного рода педалей, установленных на его опорной площадке. Одно из таких устройств раскрыто в описании изобретения к патенту DE 10132497 A1 B62M 1/04. Самокат содержит переднее управляемое колесо, рулевую колонку, раму, опорно-приводную площадку и заднее ведущее колесо. Его опорно-приводная площадка выполнена в виде коромысла, которое шарнирно закреплено на раме и имеет поперечно-горизонтальную ось качания. На заднем плече коромысла устроена опорная площадка для спортсмена, на которой он может стоять обеими ногами, а переднее плечо представляет собой педаль, плоскость которой приподнята на угол около 25° и обращена назад. На заднем конце коромысла за опорной площадкой вертикально закреплен зубчатый сектор, входящий в зацепление с шестерней, которая установлена на одной оси с ведущим колесом и связана с ним через обгонную муфту велосипедного типа. Устройство работает следующим образом: спортсмен, стоящий на задней площадке, делает шаг вперед и переносит вес своего тела на педаль коромысла, отчего коромысло наклоняется вперед, заднее плечо с зубчатым сектором подымается вверх, вхолостую проворачивая шестерню, а при отступе спортсмена назад, на опорную площадку, коромысло возвращается в исходное положение, при этом зубчатый сектор проворачивает шестерню, уже сцепленную с ведущим колесом, в нужную для движения сторону. Далее рабочий цикл повторяется.

Этот самокат имеет простую и эффективную схему передачи мощности на ходовое колесо, но для езды на расстояние, допустим, 10 километров его использование можно поставить под вопрос, так как движения человека, которые он в таких количествах должен будет совершить, нельзя считать рациональными и естественными. Спортсмен, находясь в позе широкого шага и держась за руль, вынужден раскачивать свой корпус по схеме вперед-назад и так далее, перенося тяжесть тела с одного плеча коромысла на другое. Подобные монотонные раскачивания не применяются в спорте и трудовой деятельности человека, возможно потому, что в таких случаях быстро устают глазные мышцы, которые рефлекторно перефокусируют хрусталик глаза вслед за изменением расстояния до объекта наблюдения. К недостаткам этого самоката следует отнести и тот факт, что тяговое усилие на его ведущем колесе возникает периодически, занимая не более половины времени рабочего цикла.

Патент ЕР 1256363 А63С 17/12 выдан на самокат, в конструкцию которого включены: рулевая колонка, переднее колесо, рама, опорно-приводная площадка, ведущее заднее колесо. Самокат оборудован приводом на ведущее заднее колесо от качающегося в продольно-вертикальной плоскости коромысла, которое шарнирно связано с рамой и имеет две симметрично расположенные педали - переднюю и заднюю. На раме самоката помимо коромысла жестко закреплен блок шестерен, сцепленных друг с другом в следующей последовательности: большая передняя шестерня сцеплена с большой задней, а эта в свою очередь - с малой шестерней. Малая шестерня посажена на вал, на другом конце которого установлена ведущая звездочка, связанная цепным контуром с ведомой звездочкой, закрепленной на втулке заднего колеса. На валах передней и задней больших шестерен установлены храповые устройства с кривошипами, которые соединены при помощи шатунов с передней и задней педалями коромысла. Такая схема соединения звеньев механизма привода позволяет при смене направления качания коромысла приводить во вращение малую шестерню в одну и ту же сторону, что вызывает практически постоянную тягу на ходовом колесе самоката, в отличие от пульсирующего режима работы предыдущего аналога. Однако считать этот самокат серьезным транспортным средством можно только с большой натяжкой по причине описанных выше неудобных движений ездока при продольном раскачивании коромысла, а также по причине больших потерь мощности при ее передаче на ведущее колесо. Трансмиссия этого самоката включает пять шарниров, три вала, два храповика, три зубчатые и одну цепную передачи, что по многозвенности в два раза превышает схему, например, дорожного велосипеда.

Известно устройство, раскрытое в FR 748137 A, 29/06/1933, ЕС Class: B62K 3/00, В62М 1/04/. Самокат содержит переднее управляемое колесо, рулевую колонку, продольную раму, опорно-приводную площадку, заднее ведущее колесо. Опорно-приводная площадка включает в себя две педали, сориентированные вдоль самоката и размещенные справа и слева от его продольной оси. Задние обрезы педалей соединены с поперечно-горизонтальным валом, вращающимся на высокой приводной стойке. На валу установлены два силовых рычага, связанные с двумя приводными цепями, которые охватывают правую и левую ведомые звездочки, закрепленные на клиновых сердечниках обгонных муфт ведущего колеса. Свободные концы цепей подтянуты пружинами к приводной стойке. Под воздействием пружин педали в исходном положении зависают над поверхностью опорно-приводной площадки. Для начала движения самоката достаточно перенести вес тела на одну из педалей.

По признакам использования в этой конструкции двусторонних обгонных муфт и цепных контуров данный аналог можно считать наиболее близким к заявленному самокату.

Существенный недостаток указанного аналога был выявлен заявителем осенью 2005 года при испытании подобного устройства. Следует заметить, что во многих техниках движения - ходьба, бег, езда на велосипеде - одна нога воздействует на опору, а другая в то же время переносится в исходную для этого позицию. При езде на описанном самокате такая последовательность оказалась нарушенной. Здесь спортсмен стоит, скажем, на левой педали, а правой ногой совершает подъем и опускание педали справа. Далее следует короткая фаза простого стояния на двух педалях. Потом можно начинать подъем или левой, или снова правой педали. Практически, если не считать усталости, удобнее работать одной и той же ногой с одной и той же педалью. При этом в любом случае получается сугубо пульсирующий режим передачи мощности, где рабочий ход занимает не более 40% времени цикла. Это обстоятельство не позволяет развивать скорость более 12 км в час и затрудняет преодоление подъемов дороги. Режим же езды, когда сопротивление педали при рабочем ходе будет равно весу спортсмена, и он смог бы оторвать от площадки опорную ногу, практически бывает только в самом начале разгона. Конструкция заявленного самоката предполагает решение задачи по созданию транспортного средства, сохраняющего признаки самоката, но по скорости и легкости езды приближающегося к характеристикам дорожного велосипеда за счет рационального использования физических возможностей человека.

Достижение указанного технического результата обеспечивается тем, что самокат, содержащий рулевую колонку, переднее управляемое колесо, продольную раму, опорно-приводную площадку, ведущее заднее колесо с правой и левой обгонными муфтами в его втулке, с двумя звездочками, закрепленными на сердечниках обгонных муфт, и двумя цепными приводными контурами, отличается от аналогов тем, что его опорно-приводная площадка содержит две продольные симметрично расположенные относительно оси самоката направляющие, каждая из которых состоит из беговой дорожки, двух Г-образных бортов и двух концевых упоров. По направляющим имеют возможность возвратно-поступательно двигаться подстопные платформы, каждая из которых соединена посредством толкающей штанги с нижней ветвью двухосевого цепного контура, одна из звездочек которого закреплена на клиновом сердечнике обгонной муфты ведущего колеса самоката. Толкающие штанги упругой связью подтянуты к передней кромке опорно-приводной площадки, что обеспечивает возврат подстопных платформ в исходное положение после рабочего хода. При этом рулевая колонка соединена с рамой самоката посредством цилиндрического шарнира с поперечно-горизонтальной осью вращения, что дает возможность спортсмену силовым воздействием на руль изменять угловое положение рулевой колонки относительно рамы самоката в продольно-вертикальной плоскости. Последнее обстоятельство позволяет спортсмену выбирать наклон собственного корпуса и угол упора ног в подстопные платформы в зависимости от сопротивления движению самоката.

Первый отличительный признак самоката - устройство его опорно-приводной площадки, которое дает возможность водителю-спортсмену использовать техники пешего хода, бега трусцой или классического лыжного бега для привода ведущего колеса самоката.

Второе отличие самоката от ближайшего аналога заключается в шарнирном соединении рамы и рулевой колонки самоката, что создает своеобразный эффект толкания руля: чем сильнее спортсмен отталкивает от себя руль, тем больше и выгоднее по направлению сила его воздействия на подстопные платформы.

Устройство самоката показано на следующих фигурах:

фиг.1 - общий вид самоката сбоку;

фиг.2 - общий вид самоката сверху.

Рулевая колонка самоката опирается на управляемое колесо 1 и помимо других частей включает в себя руль 3 и корпус подшипников 2 с поводком 4. Рама самоката соединена с поводком 4 посредством цилиндрического шарнира 5. Рама изготовлена из трубы, замкнутой в единый контур, из которого выделяется широкая несущая часть 6 спереди и узкая задняя часть 7 для цепных приводов. На несущей части рамы 6 установлены две продольные направляющие для двух четырехколесных подстопных платформ 8 и 9. Направляющие содержат плоские беговые дорожки 10 и 11, ограниченные передним 12 и задним 13 концевыми упорами, а также четырьмя г-образного профиля бортами: 14 и 15 для правой дорожки, 16 и 17 - для левой (на фиг.1 борт 17 условно снят). Подстопные платформы 8 и 9 соединены штангами 18 и 19 с нижними ветвями двух цепных контуров 20 и 21. В левый цепной приводной контур входят натяжная звездочка 22 и ведомая звездочка 23, которая соединена с левой обгонной муфтой ведущего колеса 25. С правой стороны самоката цепной приводной контур выполнен как зеркальное отражение описанного левого. Для подачи платформы 8 в верхнее исходное положение под опорно-приводной площадкой установлена пружина 27, связанная тросом 26 с задним концом толкающей штанги 18. Аналогичное устройство выполнено для подачи в исходное положение платформы 9.

Для начала езды на самокате достаточно взять его за руль с левой стороны, поставить правую ногу на правую подстопную платформу, оттолкнуться от земли левой ногой, перенести вес тела на правую ногу, выпрямиться и поставить левую ногу на соответствующую платформу. Под действием вашего веса правая платформа 9 пойдет назад-вниз, толкающая штанга 19 приведет в движение нижнюю ветвь цепного контура 21, ведомая звездочка 24 через левую обгонную муфту придаст вращение ведущему колесу 25. В момент контакта платформы с задним концевым упором 13 спортсмен переносит вес тела на левую ногу, включая в работу левую половину механизма привода, а правая нога начинает движение вперед-вверх вместе с платформой в исходное положение. Для ускорения разгона или преодоления, скажем, встречного ветра спортсмен может навалиться на руль, толкая его вперед, что само по себе реактивно увеличивает силу, приложенную к платформам в обратном направлении. При достижении усилия на руль определенной величины последний уходит вперед, рулевая колонка поворачивается в шарнире 5 до упора, переднее колесо 1 подкатывается под раму, а крутизна беговых дорожек в направлении назад возрастает. При этом тело спортсмена получает больший наклон вперед, отчего увеличивается составляющая его воздействия на платформы по направлению их движения.

Самокат, содержащий рулевую колонку, переднее управляемое колесо, продольную раму, опорно-приводную площадку, ведущее заднее колесо с правой и левой обгонными муфтами в его втулке, с двумя ведомыми звездочками и двумя цепными приводными контурами, отличающийся тем, что его опорно-приводная площадка состоит из двух направляющих, симметрично расположенных справа и слева от продольной оси самоката и несущих на себе две подстопные платформы, каждая из которых имеет возможность независимо от другой совершать возвратно-поступательные движения по своей направляющей, будучи связанной посредством толкающей штанги с нижней ветвью одного из двух цепных приводных контуров, при этом холостой ход каждой из платформ обеспечивается за счет энергии возвратного упругого элемента, а рулевая колонка соединена с рамой при помощи цилиндрического шарнира с поперечно-горизонтальной осью вращения и заданным сектором поворота.