МУСКУЛЬНЫЙ ПРИВОД ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА

Полезная модель относится к устройствам для приведения в действие колесных транспортных средств мускульной силой человека, в частности к мускульным приводам с возвратно-поступательно движущимися ножными педальными элементами, преимущественно для веломобилей.
Известен мускульный привод транспортного средства (патент России №2373100 МПК B62M 1/04, 2009), содержащий цепные передачи, муфты свободного хода, связанные со звездочками цепных передач, закрепленными на раме, рычажные системы, на коромыслах которых расположены педальные элементы с возможностью вертикального возвратно-поступательного перемещения относительно дорожного полотна за счет силы тяжести человека при его вертикальном положении, при этом коромысла подвижно соединены через шатуны с коленчатым валом, жестко соединенным с ведущими звездочками цепных передач, педальные элементы выполнены с возможностью вращения относительно коромысел, при этом педальные элементы дополнительно снабжены регулируемыми упорами для вывода рычажных систем из мертвого положения в своем верхнем положении, регулируемые упоры могут быть выполнены в виде передачи «винт-гайка», регулируемые упоры могут контактировать с шатунами, регулируемые упоры могут контактировать с коленчатым валом.
Недостатками данного привода является необходимость вывода рычажных механизмов перемещения педалей из мертвых положений за счет холостого хода - большего, чем рабочего хода, что приводит к большим усилиям человека, необходимым при движении транспортного средства; регулируемые упоры не имеют специально спроектированных сопряженных профилей, которые при взаимодействии с шатунами или с коленчатым валом значительно снижают потери при преобразовании сил и выводе рычажных систем из мертвых положений в своих верхних положениях, а также сокращают холостой ход механизма мускульного привода транспортного средства.
Технический результат направлен на уменьшение усилия человека и улучшение условий вывода рычажных механизмов с возвратно-поступательным перемещением педалей из мертвых положений, увеличение рабочего хода коленчатого вала по сравнению с его холостым ходом, повышение равномерности движения, КПД механизма мускульного привода транспортного средства.
Технический результат достигается тем, что мускульный привод транспортного средства, содержащий цепные передачи, муфты свободного хода, связанные со звездочками цепных передач, закрепленными на раме, рычажные системы, на коромыслах которых расположены педальные элементы с возможностью вертикального возвратно-поступательного перемещения относительно дорожного полотна за счет силы тяжести человека при его вертикальном положении, при этом коромысла подвижно соединены через шатуны с коленчатым валом, жестко соединенным с ведущими звездочками цепных передач, педальные элементы выполнены с возможностью вращения относительно коромысел, при этом педальные элементы дополнительно снабжены регулируемыми упорами для вывода рычажных систем из мертвого положения в своем верхнем положении, регулируемые упоры могут быть выполнены в виде передачи «винт-гайка», регулируемые упоры могут контактировать с шатунами, регулируемые упоры могут контактировать с коленчатым валом, регулируемые упоры выполнены в виде кулачков.
На фиг.1 приведена кинематическая схема мускульного привода транспортного средства в рабочем положении, на фиг.2 - вид сверху, на фиг.3 - кулачковый механизм.
Мускульный привод транспортного средства, смонтированный на раме 1, содержит замкнутые цепные передачи 2, ведущие звездочки 3 и ведомые звездочки 4, закрепленные на раме 1, муфты свободного хода 5, связанные с ведомыми звездочками 4 и валами 6, на которых жестко закреплены колеса 7, педальные элементы 8, выполненные в виде платформ, обеспечивающих полное прилегание стоп ног человека и установленных подвижно на осях жестко закрепленных на коромыслах 9 и системы рычажных механизмов, содержащих два коромысла 9, коленчатый вал 11, два шатуна 10. При этом каждый педальный элемент 8 установлен на коромысле 9 рычажного механизма, которое подвижно соединено с коленчатым валом 11 через шатун 10. Причем коленчатый вал 11 жестко соединен с ведущими звездочками 3 цепных передач. На вращающихся педальных элементах 8 установлены регулируемые упоры 12, выполненные, например, в виде передачи «винт-гайка». Регулируемые упоры могут контактировать с шатунами или с коленчатым валом. Регулируемые упоры выполнены в виде кулачков, при этом имеют специально спроектированные сопряженные профили, которые при взаимодействии с шатунами или с коленчатым валом значительно снижают потери при преобразовании сил и выводе рычажных систем из мертвых положений в своих верхних положениях, а также сокращают холостой ход механизма мускульного привода транспортного средства.
Мускульный привод транспортного средства работает следующим образом.
В исходном положении один из педальных элементов 8 находятся в нижнем положении. Человек за счет своей силы тяжести приводит в движение второй педальный элемент, который находится в верхнем положении, в результате чего приходит в движение коромысло 9, которое в свою очередь через шатун 10 приводит во вращение коленчатый вал 11 совместно с ведущими звездочками 3. При этом с целью уменьшения усилия человека и надежности вывода механизма из мертвого положения с верхним положением педального элемента вместе с вертикальным давлением стопой человека на педальный элемент 8 одновременно производится и его вращение по часовой стрелке, которое через регулируемый упор 12, выполненный в виде кулачка, также преобразуется во вращение шатуна 10 и коленчатого вала 11. Зазор между упором 12 и шатуном 10 регулируется таким образом, чтобы обеспечивались оптимальные условия работы стопы человека в течение полного цикла движения педального элемента 8.
Ведущие звездочки 3 через цепные передачи 2 приводят во вращение ведомые звездочки 4 совместно с валами 6 и колесами 7. После того, как второй педальный элемент 8 переместится вниз, а первый педальный элемент вверх, человек переносит силу тяжести на другую ногу, которая в это время находится на первом педальном элементе 8, в результате чего он из крайнего верхнего положения пойдет вниз, а второй педальный элемент 8 из крайнего нижнего положения - вверх. Далее действия человека повторяются.
В случае, когда человек не приводит в движение педальные элементы 8, то ведущая звездочка 3 становится неподвижной. Неподвижная ведущая звездочка 3 в свою очередь через цепную передачу 2 тормозит ведомую звездочку 4. Однако валы 6 с колесами 7 продолжают вращаться за счет работы муфт свободного хода 5. Наличие двух цепных передач 2 и обгонных муфт 5 позволяет создать независимые скорости вращения колес 7 при повороте транспортного средства.
Применение предлагаемого мускульного привода транспортного средства позволяет уменьшить усилие человека за счет оптимального преобразования его силы тяжести и увеличить рабочий ход коленчатого вала по сравнению с холостым с ходом при выводе из мертвого положения посредством регулируемых упоров, выполненных в виде кулачков. Применение регулируемых упоров, выполненных в виде кулачков также повышает равномерность движения, КПД механизма мускульного привода транспортного средства.