ШАТУН ПЕДАЛЬНОГО МЕХАНИЗМА ВЕЛОСИПЕДА

Полезная модель относится к транспортным средствам, в частности, к велосипедам с педальным механизмом, приводимым в действие мускульной силой.
Для оценки новизны и технического уровня заявленного решения рассмотрим ряд известных заявителю технических средств аналогичного назначения, характеризуемых совокупностью сходных с заявленной полезной моделью признаков.
При использовании известного педального механизма усилие передается ногами попеременно только в передней половине окружности - рабочий ход педали, на вторую половину окружности приходится холостой ход педали.
Однако биомеханические характеристики движения нижних конечностей человека не соответствуют круговым движениям известного педального механизма /см. Аруин А.С., Зациорский В.М. "Эргономическая биомеханика". М. "Машиностроение". 1989 г. с. 52/. Сейчас установлено что, усилие ног, например, велосипедиста, наименее эффективно в тот момент, когда шатуны проходят через вертикальное положение - мертвую точку, а наиболее эффективно сразу после прохождения мертвой точки при движении ноги вниз.
Широко известен классический педальный механизм велосипеда, состоящий из педалей, имеющих возможность вращаться в своих осях, неподвижно соединенных со свободными концами оппозитно под углом 180° расположенных шатунов. Этот механизм создает оппозитное движение ног по кругу, но, при прочих равных условиях, не позволяет увеличить преобразование мышечного усилия ног на педали в энергию движения велосипеда, уменьшить углы сгибания в коленных суставах и с меньшим усилием преодолевать верхнюю мертвую точку, когда педали находятся в максимально высоком от каретки положении. Эти недостатки, при длительной езде, а также по неровным дорогам и в гору, могут вызывать перенапряжения мышц ног, преждевременное их утомление и ограничивают применение велосипеда людьми с ослабленным здоровьем.
Известен шатун по патенту РФ №2117599, взятый нами в качестве прототипа, содержащий основную головку, установленную на ведущей оси педального механизма, стержень с глухим отверстием для размещения в нем подпружиненного штока, завершенного головкой педали, стержень и шток выполнены раздвижными в осевом направлении. Существенные признаки прототипа заключаются в том, что шатун состоит из цилиндрических раздвижных в осевом направлении деталей и пружины сжатия; резьбовое соединение деталей; учитывается эргономическая биомеханика, допускается регулировка длины шатунов с учетом антропометрических особенностей водителя. Подпружиненный стержень этого устройства позволяет изменением усилия нажатия на педаль увеличивать плечо рычага, когда шатун является ведущим, и уменьшать плечо рычага, когда шатун является ведомым, а также ускорять выход шатуна из верхней мертвой точки.
Однако данное устройство имеет сложную конструкцию и не позволяет производить быструю замену шатунов, что необходимо, поскольку длина шатуна должна быть пропорциональна длине ног велосипедиста. Чтобы два велосипедиста разного роста, в верхней точке амплитуды, поднимали ногу на один и тот же угол, у них должны быть установлены шатуны разной длины. Алгоритмы вычисления длины шатунов не детерминированы. На рынке наибольшую популярность получили шатуны от 160 до 180 мм.
Задачей полезной модели является упрощение конструкции шатуна при одновременном обеспечении возможности быстрого изменения длины шатунов велосипедной передачй, обеспечивая ее работу, как с шатунами одной длины для левой и правой ног велосипедиста, так и ее работу с шатунами разной длины для левой и правой ног велосипедиста.
Сущность заявляемой полезной модели выражается в следующей совокупности существенных признаков, достаточной для достижения указанного выше обеспечиваемого полезной моделью технического результата.
Шатун педального механизма велосипеда, один конец которого установлен на ведущей оси педального механизма, а другой свободный конец снабжен отверстием для закрепления в нем оси педали, характеризующийся тем, что свободный конец шатуна снабжен дополнительным отверстием для закрепления в нем оси педали.
Технический результат, достигаемый при использовании заявленной совокупности существенных признаков полезной модели, заключается в том, что заявленная конструкция шатуна позволяет за счет перестановки педали шатуна с одного отверстия в нем на другое легко изменить эффективную длину шатуна, пропорционально длине ног велосипедиста, но в тоже время позволяет иметь передачу с шатунами разной длины для левой и правой ног велосипедиста, что позволяет увеличить преобразование мышечного усилия ног на педали в энергию движения велосипеда с учетом индивидуальных особенностей велосипедиста.
Сущность полезной модели поясняется чертежом, на котором изображен шатун педального механизма велосипеда, свободный конец которого снабжен двумя дополнительными отверстиями для закрепления в них осей педалей.
Шатун педального механизма велосипеда имеет конец 1, установленный на ведущей оси педального механизма, и свободный конец 2, который снабжен отверстиями 3 для закрепления в них осей педалей. Устройство работает следующим образом.
При необходимости изменения длины шатуна для его соответствия длине ног велосипедиста педали легко и просто переставляются в нужное отверстие 3 на свободном конце 2 шатуна. При этом длину шатуна можно изменять в широких пределах, превышающих пределы длин имеющихся на рынке традиционных конструкций шатунов.
Заявленная конструкция позволяет также легко и просто реализовать вариант велосипедной передачи с шатунами разной длины для разных ног велосипедиста. Для этого педаль, например, для правой ноги велосипедиста устанавливается в отверстие 3, находящееся на одном расстоянии от ведущей оси педального механизма, а педаль для правой ноги велосипедиста устанавливается в отверстие 3, находящееся на другом расстоянии от ведущей оси педального механизма. Это позволяет учесть разную силу ног и другие индивидуальные особенности велосипедиста и увеличить преобразование мышечного усилия ног на педали в энергию движения велосипеда.