ВЕЛОСИПЕД

Полезная модель относится к безрельсовым наземным транспортным средствам, в частности к велосипедам.
Известны велосипеды, содержащие раму с седлом и с передней рулевой втулкой, переднее колесо, закрепленное на раме посредством вилки с рулем, установленной с возможностью поворота в передней рулевой втулке и приводное заднее колесо с приводом вращения, жестко закрепленное на раме (например, RU2025385, В62К 3/00,1991.10.24).
Недостатком конструкции известных велосипедов при их использовании является то, что заднее колесо имеет только одну степень свободы относительно рамы (вращение колеса), что не позволяет при повороте велосипеда создавать значительную амплитуду перемещений заднего конца рамы и седла в вертикальной и горизонтальной плоскости, в следствии чего корпусу велосипедиста (посредством седла) не сообщается значительное волнообразное перемещение в пространстве. В частности это относится к случаю движения с поворотом велосипеда на ровной горизонтальной поверхности.
Наиболее близким аналогом к заявляемому техническому решению является велосипед, содержащий раму с седлом, связанную с рамой переднюю рулевую втулку, связанную с рамой заднюю опорную втулку, переднее колесо, закрепленное на раме посредством вилки с рулем, установленной с возможностью поворота в передней рулевой втулке, приводное колесо с приводом вращения, связанное с рамой посредством подвижного звена, установленного с возможностью качания в плоскости смещения относительно рамы, и заднее колесо, закрепленное на раме посредством непрямолинейной вилки, установленной с возможностью поворота в задней опорной втулке (RU2098308, В62К 3/00, 1996.09.27).
В конструкции указанного велосипеда заднее колесо имеет две степени свободы относительно рамы (вращение колеса относительно рамы и поворот (относительно рамы) заднего колеса закрепленного в задней непрямолинейной вилке, в задней опорной втулке).
В иследствии этого, при повороте на ровной горизонтальной поверхности (в
данном случае с соответствующим наклоном велосипеда в сторону поворота), задний конец рамы и седло совершают значительные характерные перемещения в вертикальной и горизонтальной плоскости, которые посредством седла передаются корпусу велосипедиста и приводят его в характерное волнообразное перемещение в пространстве во время поездки.
Однако недостатком конструкции указанного велосипеда является подъем задней части рамы и седла велосипеда относительно поверхности дороги от начала поворота, например, после прямолинейного движения (при повороте с наклоном велосипеда в сторону поворота). Проекция центра масс системы велосипедист-велосипед, на поверхность дороги в данном случае смещается в сторону переднего колеса, в следствии чего увеличивается нагрузка на переднее колесо, а так же изменяется положение частей велосипеда (например, передней рулевой втулки и руля) относительно поверхности дороги и велосипедиста, что затрудняет осуществление поворота. Причина подъема задней части рамы и седла велосипеда заключается в вертикальном расположении оси задней опорной втулки указанного велосипеда (а точнее в вертикальном расположении поворотной оси задней непрямолинейной вилки), которая задает определенную траекторию движения опорной точки заднего колеса при повороте с наклоном велосипеда относительно рамы велосипеда (в данном случае опорная точка и рама удаляются друг от друга в вертикальной плоскости).
Задачей, на решение которой направлено заявляемое устройство, является расширение арсенала трехколесных велосипедов, с задним колесом, имеющим две указанные степени свободы относительно рамы и в частности создание аттракционного, развлекательного, игрового велосипеда.
Технический результат, который может быть получен при использовании заявляемого устройства, заключается в опускании задней части рамы и седла относительно поверхности дороги от начала поворота (например, после прямолинейного движения).
Указанный технический результат достигается велосипедом, содержащим раму с седлом, связанную с рамой переднюю рулевую втулку, связанную с рамой заднюю опорную втулку, переднее колесо, связанное с рамой посредством вилки с рулем, установленной с возможностью поворота в передней рулевой втулке, приводное колесо с приводом вращения, связанное с рамой посредством подвижного звена, установленного с возможностью качания в плоскости смещения относительно рамы, и заднее колесо, закрепленное на раме
посредством непрямолинейной вилки, установленной с возможностью поворота в задней опорной втулке, за счет того, что задняя опорная втулка выполнена наклонной со смещением продольной оси втулки в переднюю сторону рамы относительно вертикального направления.
А также за счет того, что смешение продольной оси втулки в переднюю сторону рамы выполнено на угол не более 13° относительно вертикального направления.
Сущность применения данного технического решения проявляется в том, что в указанной совокупности признаков ограничительной части формулы технического решения выполнение опорной втулки наклонной со смещением продольной оси опорной втулки в переднюю сторону рамы, относительно вертикального направления, обеспечивает необходимое для уменьшения нагрузки на переднее колесо (и более оптимальное расположение частей велосипеда относительно поверхности дороги и велосипедиста) опускание задней части рамы и седла велосипеда относительно поверхности дороги.
В условиях такого взаимодействия частей велосипеда смещение продольной оси опорной втулки в переднюю сторону рамы относительно вертикального направления приводит (от начала поворота велосипеда после, например, прямолинейного движения) к опусканию задней части рамы и седла относительно поверхности дороги и соответственно смещению проекции центра масс системы велосипедист-велосипед в сторону заднего колеса, в следствии чего переднее колесо меньше нагружается весом велосипедиста, части велосипеда располагаются более оптимально относительно велосипедиста и поверхности дороги, что облегчает поворот. Чем больше угол смещения продольной оси опорной втулки в переднюю сторону рамы относительно вертикального направления, тем больше опускание задней части рамы и седла относительно поверхности дороги (при одном и том же угле поворота заднего колеса) и соответственно тем больше смещение проекции центра масс системы велосипедист-велосипед в сторону заднего колеса.
В условиях такого взаимодействия частей велосипеда смещение оси опорной втулки в переднюю сторону рамы на угол не более 13°, относительно вертикального направления, создает в указанном диапазоне наиболее оптимальные условия для использования велосипеда в качестве игрового (вероятность потери равновесия системы велосипедист-велосипед относительно приемлемая), что, однако, не исключает возможности использования больших
углов смещения оси опорной втулки в переднюю сторону рамы.
Следует пояснить, что при использовании заявляемого велосипеда отсутствует значительное улучшение функциональных возможностей велосипеда (в известном техническом смысле) т.к. вероятны частые потери равновесия системы велосипед-велосипедист по причине неуправляемого смещения заднего колеса в направлении к приводному колесу в положение, препятствующее качению велосипеда (особенно при поворотах малого радиуса). Однако это не исключает возможности использовать заявляемый велосипед в качестве игрового. Чем больше угол смещения продольной оси опорной втулки в переднюю сторону рамы, относительно вертикального направления, и меньше радиус поворота велосипеда, тем вероятнее потеря равновесия системы велосипедист-велосипед в следствии неуправляемого смещения заднего колеса в сторону приводного колеса в положение, препятствующее качению и наоборот.
В определении сущности данного технического решения подразумевается следующее:
"непрямолинейная вилка" - деталь, имеющая несовпадающие по ориентации в пространстве части, например, пару криволинейных стержней для соединения с колесом и связанную со стержнями прямолинейную осевую опорную часть или, например, пару прямолинейных стержней для соединения с колесом и связанную со стержнями прямолинейную осевую опорную часть, расположенную под углом к направлению прямолинейных стержней;
"втулка" - деталь с отверстием, в которое входит сопрягаемая деталь, в данном случае опорная часть вилки, установленная с возможностью поворота;
"подвижное звено" - деталь или группа деталей, образующая систему, допускающую относительное движение соединенных с ней частей;
"связанную с рамой" - суть соединение, обеспечивающее взаимную зависимость положения соединенных с рамой частей,
"вертикальное направление" - направление при рабочем расположении колес велосипеда на горизонтальной опорной поверхности
Сущность заявляемого технического решения поясняется чертежом, где на фиг.1 показан схематически общий вид заявляемого велосипеда с опорной втулкой, наклоненной со смещением оси втулки в переднюю сторону рамы в оптимальном диапазоне на угол "y" не более 13°.
Велосипед содержит раму 1 с седлом 2, связанную (подвижно или неподвижно) с рамой 1 переднюю рулевую втулку 3 и связанную (подвижно или
неподвижно) с рамой 1 заднюю опорную втулку 4. На раме 1 в передней рулевой втулке 3 посредством вилки 5 с рулем 6 закреплено переднее колесо 7, при этом вилка 5 установлена с возможностью поворота в передней рулевой втулке 3. В задней опорной втулке 4 посредством непрямолинейной вилки 8 закреплено заднее колесо 9, при этом непрямолинейная вилка 8 установлена с возможностью поворота в задней опорной втулке 4, которая в свою очередь выполнена наклонной и установлена со смещением продольной оси втулки 4 в переднюю сторону рамы относительно вертикального направления. Между передним и задним колесами расположено приводное колесо 10 с приводом 11 вращения (например, педальным, рычажным, цепным и т.п.). Приводное колесо 10 связано с рамой 1 посредством подвижного звена, например, рычага 12 (или многозвенник, на черт. не показан), установленного на шарнире 13 с возможностью качания вместе с приводным колесом 10 в плоскости смещения относительно рамы 1.
Для опускания в частности задней части рамы 1, седла 2 велосипеда (относительно поверхности дороги) и смещения проекции центра масс системы велосипедист-велосипед в заднюю сторону рамы 1 при повороте велосипеда от начала поворота (например после прямолинейного движения), задняя опорная втулка 4 выполнена наклонной со смещением оси втулки 4 в переднюю сторону рамы 1, относительно вертикального направления, в наиболее оптимальном диапазоне на угол "y", что не исключает возможности использования и больших углов.
Работа велосипеда происходит следующим образом.
При движении велосипедист располагается в седле 2, и управляя рулем 6, передним колесом 7, приводит в движение приводом 11 приводное колесо 10.
Работа велосипеда при повороте происходит следующим образом. Для осуществления поворота (после, например, прямолинейного движения велосипеда) велосипедист поворачивает рулем 6 переднее колесо 7, через связь с поверхностью дороги автоматически поворачивается заднее колесо 9, установленное с возможностью поворота в задней опорной втулке 4. Опорная точка заднего колеса 9 (на чертеже не показана) в следствии поворота заднего колеса 9 смещается в сторону передней части рамы 1 относительно рамы 1 по траектории, задаваемой каким-либо углом смещения продольной оси втулки 4 в переднюю сторону рамы 1 относительно вертикального направления (смещение опорной точки ввиду очевидности на чертеже не показано). Опорная точка заднего
колеса 9 и рама 1 сближаются (в частности) в вертикальной плоскости, что приводит к опусканию задней части рамы 1 и седла 2 относительно поверхности дороги (приводное колесо 10 также сближается с рамой 1). Проекция центра масс системы велосипедист-велосипед на поверхность дороги смещается в сторону заднего колеса 9, отчего переднее колесо 7 меньше нагружается весом велосипедиста, а части велосипеда (передняя рулевая втулка и руль) располагаются более оптимально относительно велосипедиста и поверхности дороги (по сравнению с указанным велосипедом), чем облегчается поворот переднего колеса и велосипеда.
При этом происходит так же характерное волнообразное перемещение корпуса велосипедиста в пространстве (в вертикальной и горизонтальной плоскости).
Предложенное техническое решение может быть реализовано на машиностроительном предприятии средней технической оснащенности, что подтверждает соответствие полезной модели критерию патентования «промышленная применимость».