ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЙ РУЧНОЙ ПРИВОД ДЛЯ ВЕЛОСИПЕДА
ADDITIONAL BIKE HAND DRIVE

Изобретение относится к области велосипедной техники, в частности, к дополнительным приводам велосипедов, одновременно ручного и ножного действия.
Решение направлено на обеспечение раздельного или совместного использования кривошипно-педального привода и рычажно-ручного привода для равномерной нагрузки мышц всего тела.
Известны конструкции различных приводов велосипеда: таковы устройства в технике велосипедов с использованием ручного привода на переднее колесо. К ним относятся: А.С. N 647170 (В62М 1/12) от 18.02.79 г., патент Германии DE 3113806 С2 от 24.10.85 г. (В62М 1/12), европатент ЕР 0541136 В1 от 25.03.92 г. (В62М 1/16), патент Германии DE 19603199 С2 от 16.07.98 г. (В62М 1/14).
Общим принципиальным недостатком их является разделение потоков энергии от усилий ног и рук на задние и передние колеса соответственно. При этом, например, если крутящий момент, передаваемый на вал заднего колеса, больше крутящего момента вращения переднего колеса, то неизбежно возникает тормозящее усилие от переднего колеса.
Известны также устройства дополнительного ручного привода на вал каретки, т.е. усилия от ручного привода складываются с усилиями ног на педалях. К ним относится устройство по патенту GB 2196586 А от 05.05.1988 г. (В62М 1/12), содержащее механизм возвратно-поступательных движений руля с рычажной системой передачи их на вал каретки. Недостатками его являются отсутствие компенсаторов при работе только ногами и затруднительность работы устройства при высокой частоте педалирования и связанных с педалями рычагов и руля. Известно также устройство по патенту Германии DE 3239548 С2 от 04.02.1988 (В62М 1/12), содержащее механизм возвратно-поступательных движений обеих половин руля с рычажной системой, связанной с промежуточным колесом, кинематически соединенным с валом каретки. Недостатками этого устройства являются большие габариты и конструктивные неудобства, связанные с исполнением выноса руля при работе руками. Это, в первую очередь, относится к гоночным велосипедам, где положение тела велосипедиста приближается к горизонтальному, при высоких скоростях в интересах уменьшения аэродинамического сопротивления. В предложенном устройстве этого сделать нельзя вследствие конструктивных особенностей привода руля.
Характеристика (аналога) прототипа
Наиболее близким к заявленному объекту по технической сущности является ручной привод для велосипеда, содержащий крепление к раме велосипеда. На креплении шарнирно установлен рычаг привода, имеющий возможность возвратно-поступательного движения. Звездочка и цепь, идущая на дополнительную звездочку, установлены с возможностью вращения в продольной плоскости велосипеда (см. US 5372374 А, 13.12.1994, В62М 1/12, реферат, фигуры 1-6, 7 стр. ). В прототипе ручной привод для велосипеда, крепящийся к раме, связан цепной передачей с задним колесом велосипеда. Движение происходит за счет рычага, имеющего возможность возвратно-поступательного движения и обеспечивающего вращение заднего колеса посредством дополнительной звездочки, установленной на каретно-педальном механизме.
Недостатки прототипа
В известном ручном приводе есть два основных недостатка, главным из которых является неудобство совмещения при помощи рук функции движения и управления велосипедом в процессе использования ручного привода. Это неудобство возникает ввиду необходимости контролировать рулевое управление велосипеда, придерживая его одной рукой, в то время как другая рука приводит в движение рычаг ручного привода. Немаловажным является также то, что при использовании привода и при придании ему определенной нагрузки, велосипедист неизбежно будет сползать с сиденья велосипеда во время езды, так как при усилии, вкладываемом на ручной привод, сила, вкладываемая в направлении возвратно-поступательного движения рычага ручного привода, действует с противоположной стороны на велосипедиста и, не имея фиксирующего его приспособления перед сиденьем, способствует сползанию велосипедиста с сиденья велосипеда, что сильно усложняет использование ручного привода.
Раскрытие изобретения
Цель изобретения: повышение удобства использования ручного привода, а также возможность регулировки задействования различных групп мышц - гребных и толкательных, что приведет к использованию большего процента мышц тела при езде, а также уменьшению эффекта сползания велосипедиста с сиденья.
Сущность изобретения и его отличие от прототипа
Указанные цели достигаются тем, что рычаг ручного привода (1), в отличие от прототипа, крепится соосно к существующему валу руля велосипеда на болтовое или сварное соединение (6). При этом в нижней части рычага привода, чуть выше крепления его к рулю, есть карданное соединение (7), позволяющее одновременно рычагу ручного привода (1) производить как обратно-поступательные, так и вращательные движения вокруг своей оси. Тем самым возможно одновременно передавать поворотные усилия на руль велосипеда, а за счет обратно-поступательного движения через трос (3) придавать вращение барабану храповика(4), установленного на оси каретно-педального механизма велосипеда (5), и, как следствие, заднему колесу велосипеда.
Частичное замещение мышц гребной группы на мышцы толкательной группы и наоборот происходит за счет установки пружины (8), которая, при притягивании к себе велосипедистом рычага ручного привода, растягивается и аккумулирует потенциальную энергию, которую в дальнейшем отдает и тем самым облегчает толкательное движение ручного привода, являющегося основным при передаче энергии от мышц рук и верхней части тела заднему колесу.
Применение изобретения обеспечит возможность использовать при передвижении на велосипеде не только мышцы ног, но и практически все остальные мышцы тела. А тот факт, что данное дополнительное оборудование можно установить на любой велосипед в течение 20 минут, делает перспективы его использования огромными, так как позволит любому человеку, передвигаясь на велосипеде с установленным на нем небольшим дополнительным оборудованием, тренировать до 95 процентов своих мышц.
Для справки: в настоящее время по всему миру эксплуатируется более одного миллиарда велосипедов.
Перечень чертежей
Фигура 1. Вид сбоку слева.
Фигура 2. Вид сверху.
Фигура 3. Барабан храповика (4) с накрученными на него тросами (3) и (12).
Фигура 4. Карданное соединение (7).
Фигура 5. Фото: вид сбоку реализованной модели.
Фигура 6. Фото: вид сверху реализованной модели.
Фигура 7. Фото крепления ручного привода к раме в реализованной модели.
Фигура 8. Фото барабана храповика.
Работа
Ручной привод для велосипеда работает следующим образом: при движении (от себя) рычага ручного привода (1), соединенного соосно с валом руля велосипеда, рычаг привода отклоняется вперед, сгибаясь в месте карданного соединения (7). Трос (3), прикрепленный с одной стороны к рычагу ручного привода (1) выше карданного соединения, а с другой стороны - к барабану храповика (4), посаженному на ось каретно-педального механизма велосипеда (5), начинает натягиваться и крутить храповик вперед, тем самым крутя каретно-педальный механизм, который, в свою очередь, через звездочку (9) и цепь (10) крутит заднее колесо (11). При этом, крутясь вперед, барабан храповика накручивает на себя второй трос (12), который растягивает соединенную с ним и закрепленную вторым концом на раме пружину (13). Таким образом, при обратном движении рычага привода (на себя), трос привода (3) не провисает, а накручивается на барабан храповика.
Для того чтобы рычаг ручного привода не имел возможности сгибаться в месте карданного соединения вправо или влево и ходил только вперед и назад, на раму велосипеда крепится рама ограничителя хода рычага привода (14). А чтобы облегчить движение рычага ручного привода (от себя) и задействовать для придания движения велосипеду как можно больше мышц, рама ограничителя хода привода (14) и сам рычаг привода (1) соединены пружиной (8), которая при ходе рычага привода (на себя) растягивается и аккумулирует энергию, отдавая ее при ходе рычага привода (от себя).
При этом количество пружин можно регулировать в зависимости от того, какие мышцы Вы хотите задействовать в большей или меньшей степени - гребные или толкательные.
При езде на велосипеде только от ножного привода, рычаг ручного привода отпускается и под воздействием пружины уходит вперед. Езда в этом случае происходит как на обычном велосипеде, при этом при кручении педалей ногами барабан храповика ручного привода (4) не находится в зацеплении с каретно-педальным механизмом (5) и не производит воздействия на рычаг ручного привода.
Исполнение и материалы
Рычаг ручного привода (1) выполнен из металлической трубы.
Рама ограничителя хода (14) - объемная конструкция из металлических труб малого сечения с предусмотренным узлом крепления (15) к существующей раме велосипеда.
Пружины (8) и (13) - пружины, работающие на растяжение.
Трос (3) и (12) - троса диаметром 4-6 мм.
Барабан храповика (4) выполнен из стандартного храпового механизма, помещенного в металлический барабан в качестве оси.
Фото велосипеда с реализованным и установленным дополнительным ручным приводом (фигуры №5, 6, 7, 8).