МНОГОФУНКЦИОНАЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕДВИЖЕНИЯ, СПОРТА, ПЛАВАНИЯ И УБОРКИ

Полезная модель может быть использована в сфере транспорта, спорта, отдыха и других отраслях и направлениях.
Известен ручной ротационный культиватор, содержащий опорную скобу и размещенный внутри нее держатель с рабочими органами и жестко соединенную с держателем рукоятку для вращения рабочих органов, а с целью повышения степени подрезания сорняков и облегчения условий эксплуатации рабочие органы выполнены в виде вертикально установленных ножей с заточкой и снабжены приспособлением для их очистки, которые выполнены в виде закрепленных на П-образном кронштейне охватывающий ножи кожухов. При этом кронштейн устройства жестко присоединен к штанге, свободно установленной внутри рукоятки, и подпружинен относительно нее, а в верхней части каждого ножа со стороны заточки выполнен наклонно расположенный паз U-образной формы, нижняя грань которого сопряжена с заточкой ножа под острым углом, и так же имеет заточку (см. а.с. 1187731, А01В 1/06).
К недостаткам устройства можно отнести то, что во время работы в основном работают мышцы рук при вращении рукояти с рабочими органами, однако во время обработки сухих, слитых и плотных грунтов потребуются дополнительные затраты мышечной энергии для вдавливания опорной скобы с рабочими органами в грунт на заданную глубину. Это приведет к быстрой утомляемости оператора/человека и соответственно к снижению производительности и качества работ. Недостатком данного устройства является также уплотнение почвы в процессе работы самим оператором/человеком.
Известно устройство для обработки почвы, содержащее раму с опорными колесами, рукояткой и грядилем, на котором установлен рабочий орган, колеса с грунтозацепами и педали, соединенные с опорными колесами и колесами с грунтозацепами посредством расположенного в вертикальной плоскости механизма подвески, имеющего переднюю тягу. Устройство снабжено установленными на грядиле перед рабочим органом копирующими каточками для ограничения глубины обработки почвы, а механизм подвески имеет дополнительную тягу, шарнирно соединенную с осью колес с грунтозацепами и каждая педаль жестко закреплена на передней тяге. При этом каточки установлены на грядиле посредством поводка и П-образной скобы, имеющей отверстия в боковинах, для регулирования положения каточков относительно грядиля по высоте, а грядиль с рабочим органом подпружинен относительно колес с грунтозацепами (см. А.с. 1607698, A1, А01В 1/06).
К его недостаткам можно отнести участие в работе в основном мышц ног оператора (человека), т.к. руками он только держится за поперечину рукоятки. Кроме того, недостатком устройства является асинхронное движение (вращение) колес с грунтозацепами (т.е. при нажатии левой педали вращается левое колесо, и в движение соответственно приходит сначала левая сторона, и наоборот). Это приведет к снижению тягового усилия, передергиванию из стороны в сторону устройства и соответственно рабочих органов, особенно во время обработки сухих и плотных почвогрунтов.
Здесь также существует прямая зависимость производительности работ от веса самого оператора (человека), т.е. чем больше вес, тем меньше энергозатраты для нажатия на педали, тем больше производительность. Например, оператор (человек) с небольшим весом может не выполнить намеченный объем работ.
Кроме того, в случае обработки почв неоднородной влажности и плотности возникнет необходимость постоянного регулирования величины заглубления рабочего органа путем перестановки фиксаторов на П-образной скобе, что значительно увеличит время, снизит производительность и качество работ. К недостаткам устройства можно также отнести ограниченность его применения (обработка почвы) и громоздкость, что важно при смене позиций или транспортировке.
Известна полезная модель «Устройство для обработки почвы» (см. патент №152372 RU 2014 г.), включающая раму, выполненную из полых внутри прямых нижних и верхних трубок-стоек, трубок с изгибом, фигурных телескопических трубок и трубок-полозьев с загнутыми концами, жестко, шарнирно или телескопически соединенных в вертикальной и горизонтальной плоскостях и образующих две полурамы, которые в паре соединены между собой посредством горизонтальных валов, оси и поперечины создают цельную конструкцию рамы, при этом верхние трубки-стойки соединены с фигурными телескопическими трубками, а также шарнирно соединены с нижними трубками-стойками и снабжены отверстиями с фиксаторами, а трубки-полозья выполнены с загнутыми концами, причем задними концами они шарнирно закреплены в нижней части трубок с изгибом на оси колес с грунтозацепами, а передними - с втулками на концах и надетыми разжимными пружинами, входят в полые стаканы, жестко закрепленные в торце нижних трубок-стоек с возможностью перемещения в полостях стаканов до упорных пластин, при этом передние загнутые концы трубок-полозьев гибкими тросиками соединены с механизмом регулирования положения сменных рабочих органов по высоте/глубине обработки.
Один из трех валов и ось, соединяющие две полурамы устройства, предназначены для размещения и крепления соответственно сменных рабочих органов и колес с грунтозацепами, два других вала служат в качестве ножного и ручного приводов их вращения, а поперечина - для ручной транспортировки и придания конструкции дополнительной жесткости.
В устройстве валы ножного и ручного приводов вращения выполнены в виде коленвалов и оснащены соответственно педалями и ручками для их вращения, а в качестве передаточного механизма вращения от валов ножного и ручного приводов на вал с рабочими органами, ось и колеса с грунтозацепами служат зубчатые звездочки, соединенные цепными передачами.
При этом две зубчатые звездочки, размещенные на валу со сменными рабочими органами, передающие вращение от ножного и ручного приводов, и одна, размещенная на валу ножного привода и передающая вращение на ось и колеса с грунтозацепами, закреплены на валах не жестко, а с возможностью входить в зацепление с ними при необходимости.
Устройство также оснащено механизмом регулирования сменных рабочих органов по высоте/глубине обработки, который включает размещенный внутри полостей нижних и верхних трубок-стоек, внутри полостей и снаружи фигурной телескопической трубки гибкий тросик. Тросик одним концом через ушко, расположенное на втулке, соединен с подпружиненной передней загнутой частью трубок-полозьев, а другим концом протянут через установленный на оси направляющий ролик и жестко прикреплен к натяжному ролику, размещенному на полой оси внутри фигурной телескопической трубки, с наружной стороны которой на полой оси жестко закреплена зубчатая звездочка, а на конце полой трубки надета полая ручка с возможностью вращения вокруг концевой части фигурной телескопической трубки, при этом на полой ручке жестко закреплена зубчатая звездочка, входящая в зацепление со звездочкой, закрепленной на полой оси.
На трубках-стойках рамы устройства установлены кронштейны с натяжными зубчатыми звездочками и в качестве опорных колес возможна установка направляющих колес с зубцами, с последующей установкой на них и колеса с грунтозацепами, цепных или гусеничных передач, а на трубки-полозья возможна установка лыж.
На все вращающиеся части и детали - рабочие органы, звездочки, цепи, педали возможна установка жестких ограждений, футляров, кожухов, установка жестких футляров возможна также и на колеса с грунтозацепами.
Данная полезная модель «Устройство для обработки почвы» (патент №152372 RU) соответствует предлагаемому нами многофункциональному устройству для передвижения, спорта, плавания и уборки и может быть использована в качестве прототипа. Недостатком полезной модели «Устройство для обработки почвы» является сельскохозяйственное направление ее использования (рыхление, культивация, планировка почвы и скашивание растительности).
Целью предлагаемого нами изобретения является значительное расширение функциональных возможностей устройства для использования его в других отраслях и направлениях, например:
- в качестве средства передвижения (транспортного средства), для отдыха, прогулок по дорожкам и тротуарам;
- в качестве средства передвижения для инвалидов;
- в качестве средства транспортировки (перевозки) грузов;
- в качестве спортивного тренажера для всестороннего развития мышц ног, рук и тела человека;
- в качестве плавучего средства для отдыха, рыбалки на море, реке, водоеме;
- в качестве средства уборки территории от снега или мусора;
- в качестве средства передвижения по снегу, для отдыха и развлечений в зимнее время (катание, прогулка, рыбалка на замерзших водоемах и др.), то есть может использоваться как многофункциональное устройство.
Поставленная цель достигается тем, что взяв за основу конструкцию полезной модели «Устройство для обработки почвы», на его раме, валу для крепления сменных рабочих органов или оси устанавливаются/крепятся:
- велосипедные колеса вместо колес с грунтозацепами;
- опорные колеса с механическим приводом поворота;
- грузовой контейнер или емкость;
- маховики;
- плавучие понтоны;
- лопасти;
- киль;
- спиралеобразный шнек;
- щетки;
- сиденье;
- зонт для защиты от дождя или солнца;
- приборы освещения;
- бензиновый, дизельный или электрический приводы вращения валов и осей.
Описание многофункционального устройства для передвижения, спорта, плавания и уборки
На фиг. 1 показано многофункциональное устройство, используемое в качестве средства передвижения, транспортировки грузов и спортивного тренажера.
На фиг. 2 показан механический привод поворота опорных колес многофункционального устройства.
На фиг. 3 показано многофункциональное устройство, используемое в качестве плавучего средства.
На фиг. 4 показано многофункциональное устройство, используемое в качестве снегоуборочного средства.
На фиг. 5 показано многофункциональное устройство, используемое в качестве мусороуборочного средства.
Как и прототип (см. патент №152372), предлагаемое нами многофункциональное устройство для передвижения, спорта, плавания и уборки (фиг. 1, 3, 4, 5) включает трубки с изгибом 1, нижние и верхние трубки-стойки 2, 3, телескопические трубки 4 и трубки-полозья 5, шарнирные соединения 6, отверстия с фиксаторами 7, 8. При этом трубки-полозья 5 задними загнутыми концами с помощью шарниров на оси 9 соединены с трубками с изгибом 1, а передними с втулками на концах (не показаны) и надетыми на них разжимными пружинами (не показаны) входят в полые стаканы 12, жестко закрепленные в торце нижних трубок-стоек 2 с возможностью перемещения в полостях стаканов до упорных пластин (не показаны).
Собранные в такой последовательности две полурамы, соединенные затем между собой посредством горизонтальных валов 14, 15, 16 оси 9 и поперечины 17 создают цельную конструкцию рамы устройства.
Вал 15 и ось 9 предназначены для размещения и крепления соответственно сменных рабочих органов (не показаны) и колес с грунтозацепами 19, а валы 14, 16 служат соответственно в качестве ножного и ручного приводов вращения вала 15, при этом валы 14, 16 выполнены в виде коленвалов, на противоположных выступах которых размещены соответственно педали 20 и ручки 21 для их вращения. В качестве передаточного механизма вращения от валов ножного 14 и ручного 16 на вал 15 и колеса с грунтозацепами 19 служат зубчатые звездочки 22, 23, 24, 25, 26, 27, соединенные соответственно цепными передачами 28, 29, 30.
Устройство также снабжено механизмом регулирования положения сменных рабочих органов по высоте/глубине обработки (см. описание и формулу изобретения патента №152372).
Для использования многофункционального устройства в качестве средства передвижения, транспортного средства (фиг. 1), на нем вместо колес с грунтозацепами 19 устанавливаются обычные (велосипедные) колеса 33, а для возможности поворота - устанавливается механический привод поворота опорных колес 31 (фиг. 2). В механическом приводе поворота одна из ручек 32, (например, правая) размещенная на телескопической трубке 4, шарниром 34 соединена с трубкой 4 и жестко с верхней телескопической штангой 35 квадратного сечения, которая входит в полость квадратного сечения нижней штанги 36. При этом нижняя часть штанги 36 жестко соединена с зубчатой шестерней 37, входящей в зацепление с промежуточной зубчатой шестерней 38, которая входит в зацепление с зубчатой полушестерней 39, жестко соединенной с коромыслом поворота 40. Коромысла поворота 40 и 41 жестко соединены с втулкой 42, размещенной на нижней вертикальной трубке-стойке 2 с возможностью вращения вокруг нее.
Коромысло поворота 41 шарниром 43 соединено с коромыслом 44 поворота колеса, жестко соединенным с осью 45 поворота колеса 31, размещенной на кронштейне 46 с возможностью вращения вместе с колесом. При этом поворот, например, левого опорного колеса 31, осуществляется с помощью штанги 47 шарниром 43, соединенным с коромыслами поворота 41, 44.
Использование многофункционального устройства в качестве средства транспортировки (перевозки) грузов возможно при установке на его раме, например, на верхних трубках-стойках 3 грузового контейнера 48 (фиг. 1).
Для занятия спортом (фитнесом) на валу для крепления сменных рабочих органов 15 устанавливаются/крепятся маховики 49 (фиг. 1).
Для использования многофункционального устройства в качестве плавучего средства (фиг. 3) на его раме, например, на трубках-полозьях 5 устанавливаются/крепятся плавучие понтоны 50, на валу для крепления сменных рабочих органов 15 (или вместо колес с грунтозацепами 19) устанавливаются/крепятся лопасти 51, а вместо опорных колес 31 - кили 52.
На фиг. 4 показано многофункциональное устройство, используемое в качестве снегоуборочного средства, где позицией 53 обозначен спиралеобразный шнек, закрепленный, например, на валу 15, вместо сменных рабочих органов. При этом вал 15 со звездочками 23 и 24 соответственно ножного и ручного приводов его вращения вынесен вперед устройства с помощью трубок-консолей 54, жестко закрепленных горизонтально на нижних вертикальных трубках-стойках 2.
Вынос вала 15 вперед необходим для возможности отвала снега или мусора спиралеобразным шнеком 53 (щетками 55) за пределы устройства.
На фиг. 5 показано универсальное/многофункциональное устройство, используемое в качестве мусороуборочного средства, где щетки 55 закреплены, например, по краям граней спиралеобразного шнека 53, а вместо колес с грунтозацепами 19 установлены, например, велосипедные колеса 33.
Для комфорта на многофункциональных устройствах могут устанавливаться, например, сиденья 56 (фиг. 1), зонты (от солнца, дождя и снега), приборы освещения, а для приведения во вращение всех валов и осей на устройствах возможна установка бензиновых, дизельных или электрических приводов (не показано).
Работа многофункционального устройства для передвижения, спорта, плавания и уборки
При использовании многофункционального устройства в качестве средства передвижения (фиг. 1), а также для перевозки грузов, занятия спортом (фитнесом) вместо колес с грунтозацепами 19 устанавливаются/крепятся, например, обычные (велосипедные) колеса 33, на верхних вертикальных трубках-стойках 3 устанавливается/крепится, например, грузовой контейнер 48, а на валу для крепления сменных рабочих органов 15 устанавливаются маховики 49. Человек становится на педали 20, берется за ручки 21 и при вращении их крутящий момент через звездочки 22, 23, 24, 25, 26, 27 и цепи 28, 29, 30 передается на колеса 33 и многофункциональное устройство приходит в движение, а вал 15 с маховиками 49 во вращение. Поворот устройства производится путем поворота ручки 32 на шарнире 34, при этом вместе с ручкой проворачиваются верхняя и нижняя телескопические штанги 35, 36 квадратного сечения, которые проворачивают шестерни 37, 38 и 39, и жестко соединенные с втулкой 42 коромысла 40, 41 поворота. Проворачиваясь вместе с втулкой 42, коромысло 41 проворачивает коромысло 44 поворота колеса 31, связанное с ним посредством оси 45. При повороте опорного колеса (например, правого) связанная с коромыслами 41, 44 шарниром 43 штанга 47 поворачивает и опорное колесо, например, левое.
При необходимости можно, вращая одновременно педали 20 и ручки 21, поворачивать устройство, держась одной рукой и вращая ручку 21, а другой поворачивая ручку 32 в нужном направлении.
Использование многофункционального устройства в качестве средства передвижения имеет большое значение для инвалидов, т.к. на нем можно перемещаться с проблемами и ног, и рук.
Занятие спортом (фитнесом) можно осуществлять в движении или установив многофункциональное устройство, например, на подножки 57 (фиг. 1) и вращая педали 20 и ручки 21, привести во вращение вал 15 с установленными на нем маховиками 49. С целью изменения нагрузок на мышцы ног, рук и тела человека маховики 49 устанавливают, например, разного веса (не показано). Также при вращении маховики 49 создают инерцию и ускорение движению многофункциональному устройству.
Установка, например, на верхних трубках-стойках 3 грузового контейнера 48 (фиг. 1) позволит использовать многофункциональное устройство в качестве грузоперевозочного средства в быту или на производстве, например на складах, в гипермаркетах.
Работа многофункционального устройства в качестве плавучего средства (фиг. 3) заключается в установке плавучих понтонов 50, например, на трубках-полозьях 5, лопастей 51 на валу для крепления сменных рабочих органов 15 (или вместо колес с грунтозацепами 19) и килей 52 вместо опорных колес 31. Здесь, как и при использовании устройства в качестве средства передвижения, человек становится на педали 20, берется за ручки 21 и, вращая их, приводит во вращение лопасти 51 и в движение само устройство. Для поворота многофункционального устройства оператор/человек поворачивает ручку 32, т.е. применяется механический привод поворота опорных колес 31, а в данном случае килей 52. Если многофункциональное устройство оснащено как устройство для обработки почвы (см. патент №152372) механизмом регулирования положения сменных рабочих органов по высоте/глубине обработки, то величину заглубления лопастей 51 в воду можно осуществлять с помощью этого механизма.
При использовании многофункционального устройства в качестве снегоуборочного средства (фиг. 4) на нем устанавливается спиралеобразный шнек и при необходимости лыжи 58, затем оператор/человек становится на педали 20, берется за ручки 21 соответственно ножного и ручного приводов вращения вала 15, на котором установлен спиралеобразный шнек 53. Отрегулировав величину заглубления шнека 53 в снег и вращая одновременно (или поочередно) педали 20 и ручки 21, приводится во вращение шнек 53. Приведя во вращение с помощью звездочек 26, 27 и цепной передачи 30 колеса с грунтозацепами 19, устройство придет в движение и одновременно к уборке территории от снега (не показано).
При использовании многофункционального устройства в качестве мусороуборочного средства (фиг. 5) операции выполняются аналогично работе по уборке снега, только вместо колес с грунтозацепами 19 можно устанавливать обычные (велосипедные) колеса 33, а по периметру шнека 53 крепятся щетки 55 (фиг. 5).
При использовании устройства в качестве средства передвижения по снегу все операции выполняются аналогично снегоуборочному средству, а в случае снятия колес с грунтозацепами 19 и опорных колес 31, можно передвигаться, отталкиваясь от земли ногами, как на самокате (не показано).