Минирельсовая транспортная система "Битран"
MINIRAIL TRANSPORT SYSTEM "BITRAN"

Изобретение относится к подвесным монорельсовым видам транспорта и близким им видам аттракционов, в которых средство передвижения приводится в движение мускульной, то есть биологической, силой самого человека.
Известны одноместные подвесные средства передвижения - они же аттракционы с замкнутой системой направляющих монорельсовых путей со стрелочными переводами и посадочно-высадочными станциями.
Например, изобретение по патенту США №9168931 В1 от 27.10.2015 г. В этом патенте много вариантов аттракционов, у которых есть недостатки, они проработаны лишь на уровне примитивных кинематических схем. А главный недостаток в том, что направляющий путь - она же - несущая коробчатая балка с открытым для движения снизу продольным пазом, громоздкая тяжелая конструкция, а потому и стрелочный перевод нелегкая конструкция и для его перевода с одного пути на другой используется сжатый воздух с пневмоцилиндром. А это значит, что на всю длину путей нужна система труб для сжатого воздуха с пневмооборудованием. А это усложняет и делает устройство более дорогим и ненадежным при его использовании в качестве транспорта, особенно, на относительно больших расстояниях. Серьезным недостатком такой конструкции направляющего пути является и то, что не обеспечивает каретке при движении внутри трубы необходимое устойчивое и вертикальное и продольное вдоль паза положение, что будет вызывать трение и снижать скорость.
Наиболее близким аналогом предлагаемого изобретения является веломобиль на монорельсе, реализованный в Новой Зеландии в 2007 г. в качестве аттракциона. Но, по мнению его автора это транспорт будущего, что подтвердили эксперты корпорации ГУГЛ на мировом уровне, объявив его проект (из 150 тыс. поступивших) победителем объявленного ГУГЛ-ом в 2009 г. международного конкурса (см. интернет). Однако, у этой конструкции так же серьезные недостатки. То, что направляющий путь - она же несущая балка коробчатой формы из тяжелых швеллеров будет создавать проблемы с обнаружением и извлечением посторонних предметов попавших внутрь пути, особенно, если в ней застрянет каретка веломобиля. Недостатком этой конструкции является использование для привода вращающихся педалей из положения лежа. Это существенно ухудшает обзор, не эргономично и не эстетично. Недостатком этой конструкции является и то, что в нем не решены выходы из возможных ситуаций, например, как предотвратить намеренные или случайные столкновения веломобилей, взятие на прицеп при необходимости веломобилей находящихся спереди или сзади не выходя из кабины.
Техническим результатом предлагаемого изобретения является создание возможности проезжать или перевозить максимально большее число людей, а также возможности переводить стрелочные переводы на ходу из кабины при максимально возможном снижении материалоемкости - грузоподъемности составных частей конструкции: несущих опор и канатов, несущих балок и жестко связанных с ними минирельсов, по которым можно перевозить людей с не уступающими другим видам транспорта комфортом и безопасностью.
2
2
Этот результат достигается таким размещением перевозимых людей вдоль минирельса, чтобы равномерно распределенная погонная нагрузка на рельс была минимальной. А это возможно, если посадочные места с людьми (с приводом или без привода) будут расположены друг за другом с шагом около 2 м. и диаметром не более 1 м. То есть, и в одноместных посадочных местах, как и в многоместных транспортных средствах на одного пассажира приходится пространство  1 м. и длиной около 2 м., в котором действительно можно создать, особенно из современных конструкционных материалов, не уступающий другим видам транспорта комфорт. Ведь в час пик на 1 м в метро утрамбовывают до 8 человек, а здесь всего 1 чел./м. Притом погонное давление на путь в среднем не более 50 кг/м.
Так как существуют такие термины: как обычный тяжелорельсовый ж/д транспорт, куда относится и метро, и легкорельсовый транспорт, куда относится и трамвай, то вполне корректно для предлагаемого вида ввести новый термин и название - минирельсовый транспорт, так как конструкция собственно рельса, как направляющего пути для транспортного средства, благодаря использованию несущих канатов, вант и промежуточной несущей балки максимально разгружена от изгибающих его нагрузок и может быть рассчитан на достаточную, но минимальную грузоподъемность и иметь минимальные размеры поперечного сечения. По такому минирельсовому пути успешно будут ездить как независимые одноместные веломобили, так и транспортные средства из спепленных между собой в длинные плети одноместных посадочных мест как без привода, так и с электро и другими приводами. Но здесь речь идет только об одноместном веломобиле с мускульным, - то есть биологическим приводом «Битран» на минирельсовом пути.
Сущность предлагаемого изобретения заключается в том, что благодаря минимальным нагрузкам и размерам минирельса и каретка веломобиля, которая катится по нему и стрелочные переводы получаются достаточно легкими, что позволяют из велокабины переводить стрелки на ходу с одного пути на другой, что очень удобно, тем более, что это существенно повышает провозоспособность минирельсового пути. А привод из  положения полулежа с помощью педалей возвратно-поступательного движения более эргономичен и открывает обзор. А само отсутствие в центре кабины целой конструкции цепной передачи с педалями вращения позволяет использовать веломобили на кемпингах при многоместных посадочно-высадочных станциях как место для отдыха и сна, что для развития туризма, очень важно - для небогатых туристов не будет проблем с гостиницами и с парковками.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1, чтобы не загромождать чертеж изображен аттракцион «Битран», который от минирельсового транспорта отличается лишь тем, что у него всего одна посадочно-высодочная станция - 1 с двумя сквозными путями 2 для заезда и выезда велокабин 3 из посадочно-высадочной станции 1, с 6-ю стрелочными переводами 4, одной объездной ниткой 5 для катания не заезжая на посадочно-высадочную станцию -1, двухпутный участок 6 одностороннего движения для соревнований подвешенный на одном ряду несущих опор 7.
На фиг. 2 изображен участок двухпутки для двустороннего движения подвешенного на одном ряду несущих опор 7, с кронштейнами 8 на самом верху, а точки подвеса несущих канатов 9 на кронштейнах разнесены друг от друга дальше, чем расстояние между подвешенными к ним с помощью вантов 10 несущими балками 11 с жестко связанными с ними минирельсами 12. А несущие балки 11 двухпутки связаны между собой перемычками 13, тем самым образуют достаточно жесткую в горизонтальной плоскости ферму, что более эффективно обеспечивает прямолинейность направляющего минирельса 12.
Чтобы вся ферма двухпутки свободно подвешенная с помощью вант 10 к несущим канатам 9 не раскачивалась в горизонтальной плоскости несущие балки 11 стянуты канатами 14 к анкерным болтам 16 на земле, чередуя то в одну сторону, то в другую. Это особенно важно на длинных пролетах между опорами. Так минирельсы с этой фермой оказываются напряженно и жестко фиксированными в пространстве положении несмотря на минимальные их размеры. Кроме того, канаты 14 зигзагообразно нагружая ферму двухпутки способствует поглощению теплового удлинения конструкции пути.
На фиг. 3 изображен участок однопутной линии минирельсового транспорта одностороннего движения. Минирельс 12 с несущей балкой 11 так же подвешены к несущим опорам 7 с помощью кронштейнов 8, пар несущих канатов 9 и вант 10. А для предотвращения горизонтальных колебаний минирельса вдоль пути на земле имеются жесткие в перпендикулярной к нему плоскости стойки 14 связанными с несущими балками горизонтальными перемычками.
На фиг. 4 изображен повернутый вид по А-А в момент прохождения веломобиля через стрелочный перевод 4. На этом же виде показаны в поперечном разрезе велокабина 15, шарнирно связанная с кареткой 17 на минирельсе 12. Осью шарнира служит самая длинная часть веломоблия - труба 18 с подпружиненным бампером 19 спереди и жестким бампером 20 сзади (см. фиг. 5)
На фиг. 5 показан вид по Г на веломобиль, с пассажиром внутри. Бампер 19 жестко связан с кулачком 21 и пружиной 22. Кулачок 21 взаимодействует с тормозной колодкой 23 на оси. Кабина 15 подвешена к каретке 17 шарнирно с помощью втулок 23 на трубе 18 жестко связанных с каркасом 24 кабины. На оси 18 на удобном для пассажира расстоянии имеется втулка 25 с ручкой 26 во внутрь кабины, и жестко связанные с нею расположенные снаружи про разные стороны от оси клинообразные кулачки 27 (см. фиг. 5), которые взаимодействуя с роликами 28 на скобе 29 передвигают ее то в одну то в другую сторону. Скоба 29 (см. фиг. 6) замыкает собой цепь из тросика 30 с жесткой пружиной растяжения 31 вокруг 4-х шкивов 32 на концах кронштейнов 33 и 34 жестко связанных с несущей балкой 11. А тросик 30 через стойку 35 связан со стрелкой 36.
Внутри велокабины 15 имеется мягкое с регулируемым наклоном сиденье с подголовником 41 и ремнем безопасности 42. В передней части снизу расположены две независимые друг от друга педали 43 с возвратно-поступательным движением. Усилия от них передаются ведущим двум фрикционным колесам 44 поджатым к нижней головке минирельса 12 с помощью тросиков 45 и установленных на ведущих валиках 46 обгонных муфт с двухручьевыми шкивами 47 и пружин растяжения 48 возвращающих педали 43 в исходное положение. У веломобиля есть компактная прозрачная дверца 49 округлой цилиндрической формы, в открытом положении легко заходит под кабину ничему не мешая. Минирельс защищен от осадков и попадания на него сверху каких-либо предметов специальным профилем 50.
На фиг. 6 (хвост) изображено продолжение того же вида В- не поместившегося на листе чертежа, где показано взаимное расположение ведущих колес 44 и нижней головки минирельса 12, находящихся во фрикционном зацеплении между собой.
На фиг. 8 и 9 изображены виды Б-Б и →Е где показано взаимное расположение и работа механизмов сцепления веломобилей между собой. Для сцепления с находящимся спереди веломобилем имеется ручка 51 жестко связанная с крючком 53. Для соединения с находящимся сзади веломобилем имеется ручка 52 жестко-связанная с крючком 54. Как работают эти механизмы понятно из чертежа.
А привод веломобиля работает так. Как видно по чертежу вид В-В, фиг. 6 (хвост) ведущие валики 44 находятся по разные стороны от головки минирельса 12, поэтому вращаются в разные стороны. Продвижением вперед любой педали 43 ногой см. фиг. 5, верхняя нитка тросика 45 тянется педалью и разматываясь с верхнего ручья шкива обгонной муфты 47 раскручивает валик 46 с ведущим колесом 44 и веломобиль едет вперед. При этом нижний тросик 45 наматывается на шкив 47 (он же обгонная муфта) растягивая пружину 48. При отводе ноги назад пружина 48 возвращает педаль 43 в исходное положение, раскручивая шкив-обгонную муфту 47 в обратную сторону вхолостую, не раскручивая валик 46. Так как обе педали 43 с другими деталями независимы друг от друга, ими можно работать одновременно обеими ногами, поочередно, как на велосипеде, а так же работая все время только одной ногой, а потом другой.
А чтобы перевести с одного пути на другой – нужный, стрелку 36 на ходу перед стрелочным переводом 4, до установленного специальным знаком расстояния до него, следует повернуть ручку 25 связанную с кулачками 26 направо, против часовой стрелки - если надо поехать налево или наоборот.. Движением этой же ручки 25 вперед происходит торможение веломобиля. Зал посадочно-высадочной станции открыт со всех сторон и окружен ступеньками, так что издали видно на каких путях поближе в сторону выезда имеются на посадочных местах свободные веломобили, подходят к ним, садятся в них и выезжают. И заезжающие для высадки на веломобилях туристы видят - по какому из подвесных путей можно въехать в зал поглубже, чтобы для других подъезжающих оставалось больше свободных мест для высадки.