Транспортное средство
VEHICLE

Изобретение относится к области индивидуального транспорта и может найти применение при конструировании дорожных велосипедов.
Из уровня техники известно транспортное средство в форме дорожного велосипеда М.П. Налётова, содержащего раму с седлом, переднее управляемое колесо с рулем и шарнирно прикрепленное к раме, заднее колесо с обгонной муфтой и осью, имеющей малую зубчатую шестерню, два шатуна с педалями, закрепленные на оси, установленной в подшипнике рамы и выполненной за одно с большой зубчатой шестерней, которая посредством цепной передачи соединена с малой шестерней заднего колеса, ручной привод, размещенный на руле в форме оси, установленной на подшипниках, на которой закреплены шатуны с ручками, большая зубчатая шестерня, которая посредством второго цепного привода соединена с малой зубчатой шестерней, закрепленной на оси ножного привода (В.И. Дубовский. Автомобили и мотоциклы России 1896-1917 гг., М.: Транспорт, 1994, с. 135, рис. 62).
Недостатками известного велосипеда являются ограниченный угол поворота переднего колеса, невозможность установки на руле дополнительного оборудования (зеркало заднего вида, звонок, тормозные рукоятки), невозможность регулирования руля по высоте, быстрая утомляемость пассажира и низкая комфортность езды.
Указанные недостатки обусловлены конструкцией велосипеда.
Известно транспортное средство с магнитными приспособлениями, создающими дополнительный вращающийся момент. Обод каждого колеса прикреплен спицами к металлическому немагнитному диску, размещенному между двумя барабанами. На диске и барабанах закреплены постоянные магниты, повернутые друг к другу своими одноименными полюсами (патент РФ №2412852, опубл. 27.02.2011, Бюл. №6).
Недостатками известного транспортного средства являются: большой вес магнитов, сложность конструкции, высокая стоимость магнитов.
Указанные недостатки обусловлены конструкцией транспортного средства.
Известно также транспортное средство, содержащее раму с седлом, переднее управляемое колесо, соединенное с рулем и шарнирно прикрепленное к раме, заднее колесо с обгонной муфтой и осью, малую зубчатую шестерню, два шатуна с педалями, закрепленные на оси, установленной в подшипнике рамы и выполненной за одно с большой зубчатой шестерней, ободные тормоза. Большая зубчатая шестерня соединена посредством цепной передачи с малой зубчатой шестерней заднего колеса. На раме закреплен инерционный механизм, представляющий собой пустотелое кольцо прямоугольного или круглого сечения. Кольцо закреплено внутри рамы вертикально в одной и той же плоскости с ней. Одна половина кольца расширена с обеих торцевых сторон таким образом, что внутреннее сечение расширенного полукольца, направленного в сторону заднего колеса, в несколько раз больше сечения нерасширенного полукольца, направленного в сторону переднего колеса. Внутренняя полость кольца заполнена ртутью или жидкостью с большим удельным весом. На расширенной части кольца установлен насос, вал которого соединен с валом электродвигателя, закрепленного на корпусе насоса. Электродвигатель электрически соединен с аккумуляторной батареей, установленной на багажнике за седлом (патент РФ №2506191, опубл. 10.02.2014, Бюл. №4).
Известное транспортное средство по патенту РФ №2506191 как наиболее близкое по технической сущности и достигаемому полезному результату принято за прототип.
Недостатками известного транспортного средства, принятого за прототип, являются: большие размеры и вес кольца, недостаточное толкающее усилие, сложность конструкции.
Указанные недостатки обусловлены конструкцией инерционного механизма.
Задачей настоящего изобретения является повышение технических характеристик транспортного средства.
Технический результат обеспечивается тем, что в транспортном средстве, содержащем раму с седлом, переднее управляемое колесо, соединенное с рулем и шарнирно прикрепленное к раме, заднее колесо с обгонной муфтой и осью, имеющей малую зубчатую шестерню, два шатуна с педалями, закрепленные на оси, установленной в подшипнике рамы и выполненной за одно с большой зубчатой шестерней, которая посредством цепной передачи соединена с малой зубчатой шестерней заднего колеса, ободные тормоза, соединенные тросами с ручками на руле, согласно изобретению на багажнике рамы за седлом закреплен инерционный движитель, содержащий горизонтальный корпус, закрытый передней и задней крышками, внутри которого размещены одинаковые по конструкции инерционные механизмы, расположенные горизонтально в два ряда, составные валы которых имеют ведомые шестерни, входящие в зацепление с ведущей шестерней, закрепленной на валу приводного электродвигателя, и установленные с возможностью вращения в противоположные стороны, причем каждый инерционный механизм содержит крестовину, закрепленную на части составного ведомого вала, на четырех концах которой установлены свободно сидящие на осях цилиндрические зубчатые шестерни с дебалансами, входящие в зацепление с зубьями, выполненными на торцевой стороне, обращенной в сторону переднего колеса, неподвижной круглой шестерни, прикрепленной внутри к корпусу перпендикулярно к его продольной оси и имеющей в центре отверстие для прохода ведомого вала, причем у четырех цилиндрических шестерен крестовины каждый последующий дебаланс смещен относительно предыдущего дебаланса на 90 градусов, кроме того приводной электродвигатель инерционного движителя электрически соединен с аккумуляторной батареей, закрепленной в передней части рамы в одной и той же с ней плоскости, причем векторы толкающих сил всех инерционных механизмов направлены в сторону переднего колеса и их величина может изменяться за счет изменения частоты вращения приводного электродвигателя.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где:
на фигуре 1 изображен общий вид транспортного средства;
на фигуре 2 - схема силовой установки транспортного средства;
на фигуре 3 - вид сверху на инерционный движитель в разрезе:
на фигуре 4 - общий вид инерционного механизма;
на фигуре 5 - вид слева на инерционный механизм;
на фигуре 6 - вид со стороны зубьев на неподвижную шестерню;
на фигуре 7 - вид на крестовину слева;
на фигуре 8 - развертка неподвижной шестерни и расположение дебалансов на цилиндрических шестернях крестовины относительно друг друга;
на фигуре 9 - траектория движения дебалансов каждой цилиндрической шестерни;
на фигуре 10 - схема образования толкающей силы инерционного механизма.
Транспортное средство содержит раму 1 с седлом 2, переднее управляемое колесо 3, соединенное с рулем 4 и шарнирно прикрепленное к раме 1, заднее колесо 5 с обгонной муфтой и осью, имеющей малую зубчатую шестерню, два шатуна 6 с педалями 7, закрепленными на оси, установленной в подшипнике рамы 1 и выполненной за одно с большой шестерней 8, которая посредством цепной передачи 9 соединена с малой шестерней заднего колеса 5, ободные тормоза, соединенные тросами с ручками на руле 4. На багажнике 10 рамы 1 за седлом 2 закреплен инерционный движитель 11, содержащий корпус 12, закрытый передней 13 и задней 14 крышками, внутри которого размещены одинаковые по конструкции инерционные механизмы 15, расположенные горизонтально в два ряда, составные валы 16 которых имеют ведомые шестерни 17 и 18, входящие в зацепление с ведущей шестерней 19, закрепленной на валу приводного электродвигателя 20, прикрепленного к задней крышке 14 корпуса 12, и установленные с возможностью вращения в противоположные стороны. Каждый инерционный механизм содержит крестовину 21, закрепленную на части составного ведомого вала 16, на четырех концах которой установлены, свободно сидящие на осях, цилиндрические шестерни 22 с дебалансами 23, входящие в зацепление с неподвижной шестерней 24, привернутой перпендикулярно продольной оси корпуса 12 инерционного движителя 11, имеющей центральное отверстие для прохода составного вала 16 и зубья на торцевой поверхности, обращенной в сторону передней крышки 13 корпуса 11. У четырех цилиндрических шестерен 22 крестовины 21 каждый последующий дебаланс 23 смещен относительно предыдущего дебаланса 23 на 90 градусов (фиг. 8). Приводной электродвигатель 20 инерционного движителя 11 электрически соединен с аккумуляторной батареей 25. закрепленной в передней части рамы 1 в одной и той же плоскости. Частота вращения вала приводного электродвигателя 20, а значит и величина инерционной толкающей силы инерционного движителя 11 может изменяться посредством реостата 26. Включение и отключение приводного электродвигателя 20 производится включателем 27. Работает транспортное средство следующим образом.
При вращении педалей 7 вращается большая зубчатая шестерня 8, которая через цепную передачу 9 заставляет вращаться малую зубчатую шестерню, а вместе с ней и заднее колесо 5. В результате взаимодействия вращающегося заднего колеса 5 и полотна дороги транспортное средство перемещается. Чтобы уменьшить усилие, прикладываемое к педалям 7 и увеличить скорость движения необходимо включателем 27 подключить аккумуляторную батарею 25 к приводному электродвигателю 20. Его вал придет во вращение и ведущая шестерня 19 через ведомые шестерни 17 и 18 станет вращать составные валы 16, а вместе с ними и крестовины 21 с цилиндрическими шестернями 22 с дебалансами 23. В этом случае указанные цилиндрические шестерни станут вращаться вокруг своих осей и обкатываться по зубьям неподвижных шестерен 24, а дебалансы 23 станут двигаться по криволинейным траекториям радиуса R, как показано на фигуре 9. Возникающие при этом составляющие сил инерции Fn станут суммироваться. Одновременно составляющие сил инерции Fи и Fи 1 будут действовать в поперечном направлении, уравновешивая друг друга (фиг. 5). Вместе с тем каждый из дебалансов 23 в разное время станет находится в крайних точках своей траектории и останавливаться в них на некоторое время. В каждой из этих точек будет действовать сила инерции Fз, направленная вдоль продольной оси корпуса 12 инерционного движителя 11 в сторону противоположную действию сил инерции Fn. Из схемы на фигуре 10 видно, что при движении дебалансов 23 по своим траекториям за время t в каждый отдельный момент (ограничен двумя тонкими вертикальными линиями) из четырех дебалансов 23 одной крестовины 21 только один и то не всегда может находится в крайней точке, а создаваемая им сила инерции Fз будет уравновешиваться силой инерции Fn другого дебаланса 23. Таким образом, при вращении составных валов 16 будет возникать сила инерции Fn, приложенная к раме 1, которая дополнительно будет толкать транспортное средство и уменьшать, усилие, прикладываемое к педалям 7, либо вовсе отпадет необходимость пользоваться ими. Величина инерционной силы, создаваемой инерционным движителем 11 может изменяться в больших пределах за счет изменения частоты вращения вала приводного электродвигателя 20 посредством реостата 26 или отключаться включателем 27.
Данное транспортное средство может быть использовано для поездок в черте города, на дачу, на рыбалку и для загородных прогулок.
Решение направлено на получение дополнительного толкающего момента, уменьшения усилия, прикладываемого к педалям, уменьшения утомляемости при поездках на большие расстояния и увеличения скорости движения.
Источники информации
1. А.Ф. Крайнев. Словарь - справочник по механизмам. М.: Машиностроение, 1981, с. 37, вибродвижитель.
2. Патент РФ №2380266.
3. Патент РФ №2354873.
4. Патент РФ №2340470.
5. Патент РФ №2506191.
6. Патент РФ №2361781.