ТРАНСПОРТНОЕ СРЕДСТВО С ПОВОРОТНЫМ КОЛЕСОМ

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится в целом к транспортным средствам для езды.
Предпосылки создания изобретения
Трехколесные велосипеды могут использоваться людьми различных габаритов и способностей в качестве транспортного средства, а также для отдыха и развлечения. Некоторые трехколесные велосипеды рассчитаны на приведение в движение и управление велосипедистом. В некоторых случаях велосипеды рассчитаны на то, чтобы их толкали сзади, например, взрослые, подталкивающие ребенка на велосипеде. Обычно когда трехколесный велосипед приводится в действие велосипедистом, он использует педали, прикрепленные к переднему колесу, и управляет трехколесным велосипедом, используя руль, соединенный с передним колесом. Трехколесные велосипеды, рассчитанные то, чтобы их толкали сзади, иногда имеют механическое рулевое управление, позволяющее взрослому, идущему сзади трехколесного велосипеда, механическим путем поворачивать переднее колесо.
Краткое изложение сущности изобретения
В одном из примеров осуществления изобретения предложен трехколесный велосипед, способный работать в первом режиме под управлением велосипедиста и во втором режиме под управлением человека, толкающего трехколесный велосипед. В обоих таких режимах ориентация переднего колеса может оставаться неизменной независимо от режима работы. Иными словами, ось колеса необязательно должна быть зафиксирована в ведущем положении относительно оси вилки, когда трехколесный велосипед находится в первом режиме.
Более конкретно, трехколесный велосипед может иметь вилку, содержащую по меньшей мере одно перо, служащее опорой для переднего колеса, за счет чего переднее колесо может вращаться вокруг оси переднего колеса. От вилки может отходить стержень, а руль может служить для поворота вилки вокруг оси стержня, поперечной оси переднего колеса. В первом режиме руль может быть соединен со стержнем с возможностью вращения, позволяя велосипедисту прилагать усилие к рулю и тем самым поворачивать вилку. Во втором режиме руль может быть отсоединен от стержня с отсутствием возможности вращения, не позволяя усилиям, прилагаемым к рулю, поворачивать вилку. Ограничитель вращения может предотвращать поворот переднего колеса в положение, в котором ось колеса является ведущей по отношению к оси вилки, и удерживать ось колеса в положении, в котором она является ведомой по отношению к оси вилки при нахождении руля как в первом режиме, так и во втором режиме.
В одном из примеров осуществления ограничитель вращения позволяет переднему колесу поворачиваться менее чем на 180 градусов (а в другом примеров осуществления менее чем на 100 градусов), удерживая переднее колесо в положении, в котором ось колеса является ведомой по отношению к оси вилки.
Краткое описание чертежей
На чертежах:
на фиг.1 показан вид сбоку трехколесного велосипеда без родительского руля, который может использоваться в первом режиме работы, согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения,
на фиг.2 показан вид сбоку трехколесного велосипеда с родительским рулем, который может использоваться во втором режиме работы, согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения,
на фиг.3 показан вид спереди трехколесного велосипеда, проиллюстрированного на фиг.2,
на фиг.4а показан вид сбоку переднего колеса в сборе с вилкой и стержнем согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения,
на фиг.4б показан перспективный вид проиллюстрированного на фиг.4а переднего колеса в сборе с дополнительным брызговиком,
на фиг.5а показан вид спереди руля в сборе согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения,
на фиг.5б показан вид спереди в разрезе соединителя в сборе согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения,
на фиг.5в показан общий перспективный вид стержня и соединительного элемента согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения,
на фиг.6 показан вид сбоку в разрезе соединительного элемента согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения,
на фиг.7 показан вид сбоку в разрезе соединителя в сборе согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения,
на фиг.8 показан вид сбоку в разрезе другого соединителя в сборе согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения,
на фиг.9а показан вид сбоку в разрезе еще одного соединителя в сборе в разъединенном положении согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения,
на фиг.9б показан вид сбоку в разрезе проиллюстрированного на фиг.9а соединителя в сборе в соединенном положении,
на фиг.10 показан перспективный вид удерживающего механизма согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения,
на фиг.11 показан перспективный вид снизу передней рамы согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения,
на фиг.12 показан вид сверху брызговика согласно одному. из вариантов осуществления настоящего изобретения.
Подробное описание
Термины ″передний″, ″задний″, ″вниз″, ″вверх″, ″нижний″, ″верхний″, ″горизонтальный″, ″вертикальный″, ″правый″, ″левый″ или любое упоминание сторон или направлений используются в настоящем описании лишь для краткости, имеют лишь относительное значение и не подразумевают обязательную ориентацию конкретных элементов.
В вариантах осуществления настоящего изобретения предложен трехколесный велосипед, способный работать в первом режиме под управлением велосипедиста и во втором режиме под управлением человека, толкающего трехколесный велосипед. Используемый в описании термин трехколесный велосипед означает любое транспортное средство с одним колесом спереди и двумя колесами сзади. Например, на фиг.1 показан вид сбоку трехколесного велосипеда, который может использоваться в первом режиме работы, в котором велосипедист может приводить трехколесный велосипед в движение, используя педали 141 и 142 (смотри фиг.3). Второй режим работы возможен, когда человек сзади трехколесного велосипеда толкает его с использованием, например, родительского руля 500, как показано на фиг.2.
В вариантах осуществления настоящего изобретения предложен трехколесный велосипед, имеющий раму и пару задних колес, соединенных с рамой с возможностью вращения. Как показано на фиг.1, трехколесный велосипед 800 может иметь основную раму 700, содержащую переднюю раму 707. На заднюю часть основной рамы 700 могут опираться два задних колеса 400 (смотри фиг.3). Основная рама 700 может быть изготовлена из любого материала или может иметь любую конструкцию, форму или конфигурацию, способную выдерживать велосипедиста. Например, основная рама 700 может представлять собой трубу из металла или любого другого жесткого материала и может служить опорой для сиденья 600.
В одном из вариантов осуществления задние колеса 400 могут опираться с возможностью вращения на центральную ось (опорный вал 702, которой проиллюстрирован на фиг.3), которая может быть вставлена в заднюю часть основной рамы 700, эффективно обеспечивая вращение задних колес 400 вперед или назад. С основной рамой 700 любым известным способом может быть соединено сиденье 600. Сиденье может иметь любую конфигурацию, способную выдерживать велосипедиста. Оно необязательно может иметь спинку, может быть выполнено как одно целое или из множества материалов и(или) необязательно может быть покрыто тканью, материей или другим материалом.
Основная рама 700 также может быть соединена с сиденьем 600 несколькими способами, эффективно позволяющими размещать/регулировать сиденье 600 в нескольких положениях вдоль основной рамы 700. В одном из вариантов осуществления в задней части основной рамы 700 между задних колес 400 может быть дополнительно размещена корзина 410.
На Фиг.2 показан аналогичный проиллюстрированному на фиг.1 трехколесный велосипед с дополнительным родительским рулем, который может являться постоянным, полупостоянным (например, демонтируемым с помощью инструментов) или рассчитанным на демонтаж по желанию. Используемый в описании термин ″родительский руль″ означает любую конструкцию независимо от формы или материала, которая может быть сжата в руке человеком позади трехколесного велосипеда и использоваться для приведения трехколесного велосипеда в движение сзади. В качестве примера, родительский руль 500, проиллюстрированный на фиг.2, может быть изготовлен из одной или нескольких металлических труб или любого другого жесткого материала. В одном из вариантов осуществления родительский руль 500 может телескопически регулироваться с учетом роста человека, толкающего трехколесный велосипед 810. Регулирование по высоте механизма родительского руля 500 может осуществляться любым из известных методов, таким как с помощью выдвижного стержня, который зафиксирован во внутренней трубе руля и выдвигается из одного из отверстий в наружной трубе, при этом с целью регулирования высоты руля стержень может вталкиваться через одно отверстие и выталкиваться через другое отверстие.
В вариантах осуществления настоящего изобретения также предложено переднее колесо, имеющее противоположные стороны и ось. Например, как показано на фиг.3, переднее колесо 100 имеет первую сторону 102 и противоположную вторую сторону 104. Как показано на фиг.4б, колесо 100 имеет находящуюся в его центре 303 центральную ось, вокруг которой способно вращаться колесо 100.
Аналогичным образом, в вариантах осуществления настоящего изобретения предложена пара педалей, каждая из которых рассчитана на вращение переднего колеса. В вариантах осуществления настоящего изобретения могут использоваться педали множества типов. Такие педали могут включать стационарные педали, съемные педали, складные педали или педали, которые убираются, втягиваются или имеют другую изменяемую конфигурацию. Соответственно, используемый в описании термин педаль означает любую конструкцию, которая позволяет велосипедисту приводить в движение трехколесный велосипед с использованием ножного привода. Один из примеров педалей согласно вариантам осуществления настоящего изобретения включает педали 141 и 142 (смотри, например, фиг.3). Кроме того, педаль может быть способна вращать переднее колесо в течение одного периода времени (например, при работе в первом режиме, когда велосипедист приводит в движение трехколесный велосипед) и может являться съемной, отсоединяемой, складной или иным способом выключаемой в течение второго периода времени (например, при работе во втором режиме, когда взрослый толкает сзади трехколесный велосипед).
Каждая из педалей 141 и 142 может быть соединена с центром переднего колеса 100 посредством вала 140 педали. Вал педали может являться непрерывным и соединенным с обеими педалями, или вал 140 педали может состоять из двух независимых отрезков, каждый из которых соединен с одной из педалей 141 и 142. В первом режиме работы движущее усилие вала 140 педали может любыми средствами механического соединения передаваться на переднее колесо 100, что позволяет вращаться переднему колесу 100 с использованием вала 140 педали. За счет вращения вала 140 педали переднее колесо 100 может вращаться вокруг его центральной оси, т.е. вокруг средней части вала 140 педали, которая может действовать как ось переднего колеса 100. В качестве альтернативы, колесо может иметь отдельную ось, с которой соединен один или пара валов педалей.
Вал 140 педали может иметь три части: среднюю часть, находящуюся в центре колеса 100 и используемую, в частности, в качестве оси колеса 100, левую сторону для соединения с левой педалью и правую сторону для соединения с правой педалью 141.
В вариантах осуществления настоящего изобретения предложено по меньшей мере одно перо, служащее опорой для переднего колеса и позволяющая ему вращаться вокруг оси переднего колеса. Используемый в описании термин ″перо″ означает любую конструкцию, способную служить опорой для переднего колеса и обеспечивать его вращение. Колесо может опираться, например, на одно перо или пару перьев. На фиг.1 проиллюстрирован один из примеров пера 130, используемого в качестве вращательной опоры для колеса 100. На фиг.3 проиллюстрировано колесо 100, опирающееся на пару перьев 130 и 131. При использовании пары перьев они обычно соединены друг с другом верхними концами напротив точек, в которых они соединены с осью колеса, и собирательно именуются вилкой (тем не менее, используемый в описании термин вилка также может означать конструкции, которые имеют только одно перо). Так, на различных фигурах вилка в целом обозначена позицией 130. Вилка может состоять из отдельных перьев, изогнутых навстречу друг другу, или два отдельных пера вилки могут быть соединены соединительной структурой.
Средняя часть вала 140 педали может быть шарнирно зафиксирована противоположными дистальными концами перьев 130 и 131 вилки таким образом, что переднее колесо способно вращаться вокруг своей центральной оси. Вблизи верха вилки 133 напротив дистальных концов, на которые опирается колесо, может находиться брызговик 301.
В вариантах осуществления настоящего изобретения также предложен стержень, отходящий от вилки и соединяемый с рамой с возможностью вращения. Стержень может представлять собой любую конструкцию, соединенную с вилкой и способную передавать вращающую силу вилке и(или) служить вращающейся опорой для вилки. Например, на фиг.4а проиллюстрирован стержень 305, который отходит от вилки 133. Соответственно, при вращении либо вилки 133, либо стержня 305 также может вращаться и другой элемент. Стержень может быть соединен с возможностью вращения с рамой 700 посредством передней рамы 707. Передняя рама 707 может являться частью рамы 700, может быть приварена к раме 700 или соединена с рамой 700 любыми другими средствами, такими как винты.
В некоторых примерах осуществления может быть выгодным применение геометрии стержня, которая способствует работе в двух режимах. Например, ширина переднего колеса может по меньшей мере в три раза превышать минимальный диаметр стержня вилки. Эта конфигурация способна уменьшать трение при вращении, облегчая управление сзади во втором режиме работы. В другом варианте осуществления стержень может представлять собой стальную трубу, которая имеет минимальный диаметр, по меньшей мере в четыре раза меньший, чем ширина переднего колеса. Стержень может состоять из отрезков различных диаметров. В приведенных выше примерах наименьший или ″минимальный″ диаметр может представлять особый интерес, в особенности, если этот минимальный диаметр расположен в месте соединения, в котором осуществляется вращение стержня.
Например, когда переднее колесо имеет ширину от 25 до 51 мм, стержень может иметь минимальный диаметр от 6 до 11 мм. Например, когда переднее колесо имеет ширину от 45 до 55 мм, стержень может иметь минимальный диаметр от 9 до 11 мм. Например, когда переднее колесо имеет ширину от 20 до 60 мм, стержень может иметь минимальный диаметр от 4 до 15 мм.
Минимальный диаметр стержня может составлять более одной трети ширины переднего колеса, при этом объем изобретения не ограничен каким-либо конкретным размером.
Независимо от размеров стержня его может удерживать подшипник, который может уменьшать трение при вращении и облегчать работу во втором режиме, а также в первом режиме работы.
a
а
Как показано, например на фиг.4а, стержень 305 может иметь центральную ось , вилка 133 может иметь ось b, при этом стержень 305 может быть соединен с вилкой 133 таким образом, что центральные оси  и b образуют тупой угол х. Угол х может составлять, например, около 179° градусов или менее. В некоторых вариантах осуществления угол х может составлять около 170-174°. В другом варианте осуществления угол х может составлять около 165-179°. В одном из дополнительных вариантов осуществления угол х может составлять около 165-173°. В еще одном варианте осуществления угол х может составлять около 170-175°. По мере приближения угла х к 180° возможность управления сзади во втором режиме работы может облегчаться при минимальном диаметре стержня, от трех до четырех раз меньшем, чем ширина переднего колеса. Так, когда угол х составляет 165-179°, может быть желателен стержень, минимальный диаметр которого от трех до четырех раз меньше, чем ширина переднего колеса. Например, как показано на фиг.4б, ширина w переднего колеса 100 может по меньшей мере от трех до четырех раз превышать минимальный диаметр d стержня 305. Например, когда ширина w переднего колеса составляет от 25 до 51 мм, стержень может иметь минимальный диаметр d от 6 до 12 мм. Например, когда ширина w переднего колеса составляет от 45 до 55 мм, стержень может иметь минимальный диаметр d от 9 до 11 мм. Например, когда ширина w переднего колеса составляет от 20 до 60 мм, стержень может иметь минимальный диаметр d от 4 до 15 мм.
а
а
Кроме того, как показано на фиг.46, центральная ось  стержня 305 проходит поперечно оси с вращения переднего колеса 100 и смещена от нее на расстояние у. В одном из вариантов осуществления минимальное расстояние у может не превышать около 50 мм. В другом варианте осуществления смещение у составляет от около 18 мм до 25 мм. В еще одном варианте осуществления смещение у составляет от около 15 мм до 40 мм. По мере уменьшения смещения при прочих равных условиях уменьшается возможность поворачивать трехколесный велосипед сзади с использованием родительского руля 500. Так, в одном из вариантов осуществления при смещении от 15 мм до 22 мм угол х между стержнем и вилкой составляет от около 173 до 170 градусов, а минимальный диаметр d стержня 305 является по меньшей мере в три раза меньшим, чем ширина w переднего колеса. Это сочетание геометрий служит примером конфигурации, которая может позволять велосипедисту управлять велосипедом в первом режиме, а взрослому управлять велосипеду во втором режиме даже, если в обоих случаях ось  стержня является ведущей по отношению к оси с колеса, как подробнее описано далее.
а
а
В одном из вариантов осуществления ось  вилки является ведущей по отношению к оси с переднего колеса независимо от того, находится ли трехколесный велосипед в первом режиме, в котором им управляет велосипедист, или во втором режиме, когда им управляет взрослый. В таких случаях ведущая ось стержня отводит педали назад дальше, чем они обычно находились бы, когда ось  стержня является ведомой по отношению к оси с колеса, из-за чего педали могут оказаться слишком близко к велосипедисту и создавать неудобство. Тем не менее, за счет того, что угол х между вилкой и стержнем является в минимальной степени меньшим, чем развернутый угол (180°), педали 141 и 142 могут фиксироваться на достаточном и удобном расстоянии от велосипедиста без необходимости для велосипедиста сдвигаться назад, что могло бы происходить в случае регулируемой рамы (хотя регулируемые рамы могут использоваться во всех вариантах осуществления изобретения). Соответственно, рама 700 может быть рассчитана на обеспечение постоянного, нерегулируемого расстояния между стержнем вилки и задними колесами. Это может достигаться, например, за счет выполнения рамы 700 в виде нерегулируемой конструкции постоянной длины.
В одном из вариантов осуществления наименьшее расстояние между центром переднего колеса и воображаемой линией осей вилки составляет 10-30 мм. В одном из вариантов осуществления наименьшее расстояние между центром переднего колеса и воображаемой линией оси вилки составляет 15-25 мм. В другом варианте осуществления ось переднего колеса является ведомой по отношению к оси стержня в обоих режимах работы. Тем не менее, этот пример не является ограничивающим, и могут существовать альтернативы.
В одном из вариантов осуществления ширина переднего колеса по меньшей мере в три раза превышает минимальный диаметр стержня вилки.
В вариантах осуществления изобретения дополнительно предложен руль велосипеда, способный поворачивать вилка вокруг оси стержня поперечно оси переднего колеса. Используемый в описании термин ″руль велосипеда″ в целом означает любую конструкцию независимо от формы, материала или размера, которая может быть зажата руками велосипедиста и использована для поворота переднего колеса. Например, руль велосипеда может иметь форму изогнутого или прямого стержня. В качестве альтернативы, руль велосипеда может иметь форму рулевого колеса или другой конструкции с замкнутым или разомкнутым контуром, управляемой велосипедистом. Руль велосипеда может иметь сплошную или полую сердцевину. Как и другие детали трехколесного велосипеда, руль велосипеда может быть изготовлен из любого материала или сочетания материалов.
Руль велосипеда может быть рассчитан на поворот вилки посредством механического соединения, например, с вилкой или стержнем. Механическое соединение может являться непосредственным или может содержать промежуточные детали для передачи усилий переднему колесу посредством руля велосипеда.
Только лишь в качестве примера, руль велосипеда может представлять собой руль в сборе 200, проиллюстрированный на фиг.1 и 2. Как подробнее показано на фиг.5а, руль в сборе 200 может содержать рулевой рычаг 115, рычаг 201 и соединительный механизм 202.
В первом режиме руль велосипеда может быть рассчитан на вращательное соединение со стержнем, позволяя велосипедисту прилагать усилие к рулю велосипеда и тем самым поворачивать вилку, а во втором режиме руль велосипеда может быть рассчитан на отсоединение от стержня с отсутствием возможности вращения, не позволяя усилиям, прилагаемым к рулю, поворачивать вилку. Соединение руля велосипеда с вилкой с возможностью вращения и отсоединение руля велосипеда от вилки с отсутствием возможности вращения может осуществляться множеством механических способов, при этом объем настоящего изобретения не ограничен каким-либо конкретным механическим соединением. Соответственно, входящим в пределы объема и существа настоящего изобретения считается любой способ, которым руль велосипеда может быть соединен с вилкой и отсоединен от вилки. Кроме того, расположение механизма соединения/отсоединения механизма необязательно имеет решающее значение в вариантах осуществления настоящего изобретения. Он может находиться между рулем велосипеда в сборе и стержнем или между стержнем и вилкой.
Так, лишь в качестве примера, в первом режиме соединительный механизм 202 может позволять допускать механическое соединение между рулем велосипеда и вилкой, в результате чего, когда велосипедист прилагает вращательное усилие к рулю велосипеда, оно посредством вилки передается переднему колесу. Во втором режиме соединительный механизм 202 может отсоединять руль велосипеда от вилки таким образом, чтобы руль велосипеда свободно поворачивался без передачи вращательных усилий вилке. Это может достигаться, например, за счет выборочного соединения и отсоединения руля велосипеда от стержня (например, выборочного соединения и отсоединения руля в сборе 200 и стержня 305).
Соответственно, используемые в описании термины ″соединять″, ″соединение″, ″соединительный механизм″ и ″ соединяемый с возможностью вращения″ обозначают любое механическое соединение, которое передает вращение одного элемента другому, соединенному с ним элементу, заставляя его также вращаться.
Когда в первом режиме работы управление трехколесным велосипедом 800 осуществляется с использованием руля в сборе 200, т.е. когда при повороте, например, налево или направо руля в сборе 200 вилка 130 поворачивается и поворачивает переднее колесо 100, велосипедист может брать на себя управление, чтобы приводить трехколесный велосипед 800 в движение, используя педали 141 и 142. При этом, когда велосипедист управляет трехколесным велосипедом в первом режиме, человек, идущий сзади, пытается толкать трехколесный велосипед сзади с использованием родительского руля 500, велосипедист может не позволять идущему сзади человеку, брать на себя управление. Соответственно, руль велосипеда может механическим путем отсоединяться от стержня. Когда это происходит, руль велосипеда прекращать действовать как рулевой механизм и может просто служить опорой, за которую может держаться велосипедист для сохранения равновесия, или которая позволяет ребенку изображать, что он управляет велосипедом. В этом случае, руль велосипеда может быть зафиксирован в неподвижном положении, в котором он отсоединен от вилки и переднего колеса с отсутствием возможности вращения вилки колеса, или может свободно поворачиваться в определенном интервале независимо от вилки и переднего колеса.
Существует множество различных способов, которыми руль в сборе может соединяться с возможностью вращения и отсоединяться от вилки или стержня вилки с отсутствием возможности вращения. Приведенные в описании примеры не имеют целью ограничить настоящее изобретение каким-либо конкретным примером. Могут использоваться другие механизмы соединения и отсоединения, такие как фиксатор, штифт, винтовое соединение или любые другие соединения. В одном из примеров, проиллюстрированных на фиг.5в, используется соединяемое и разъединяемое соединение. Например, соединительный элемент 204, связанный с рулем в сборе 200, может иметь поверхность, которая избирательно сопрягается с продолжением стержня. Например, как показано на фиг.5в, профильный конец 308 стержня 305 способен избирательно сопрягаться с соответствующей профильной прорезью 307 в соединительном элементе 204. Когда профильный конец 308 входит в прорезь 307, усилие, прилагаемое к рулю в сборе 200, способно поворачивать стержень 305 и, следовательно, вилку 133 и колесо 100. Когда профильный конец 308 выходит из прорези 307 в соединительном элементе 204, руль в сборе 200 не способен вращать колесо 100.
В этом примере верхний конец 308 стержня имеет почти прямоугольную форму, хотя стержень 305 вилки является круглым на протяжении большей части своей длины. Отверстие 307, показанное в виде силуэта, поскольку оно скрыто при наблюдении с этой точки, имеет соответствующее ему форму. Следовательно, когда стержень 305 вилки вставлен в отверстие, он является неподвижным, т.е. не способен вращаться внутри второго соединительного элемента 204. Кроме того, почти прямоугольная форма является не ограничивающей, и для фиксации стержня 305 вилки внутри отверстия 307 во втором соединительном элементе может использоваться множество других некруглых форм.
Как показано на фиг.5б, для соединения рычага 201 руля со стержнем 305 вилки может использоваться рукоятка 810 или любой другой приводимый в действие вручную механизм расцепления, который может являться частью соединительного механизма 202. В частности, как подробнее описано далее, когда рукоятка 810 поднята, происходит разъединение, а когда она опущена на стержень 305, происходит соединение. Соответственно, в первом режиме руль в сборе 200 способен соединяться со стержнем 305 вилки с возможностью вращения таким образом, чтобы велосипедист мог прилагать усилие к рулю в сборе 200 и тем самым поворачивать вилку. С другой стороны, во втором режиме руль в сборе 200 способен отсоединяться от стержня 305 вилки с отсутствием возможности вращения, не позволяя усилиям, прилагаемым к рулю, поворачивать вилку. Примеры других конструкций, которые могут использоваться для избирательного соединения руля со стержнем, включают выступающие подпружиненные штифты, способные опускаться при отсоединении и возвращаться на место при соединении, или штифт 309 без элемента 810 для соединения и отсоединения руля в сборе 200 от стержня 305, как описано со ссылкой на фиг.7, и т.д.
На фиг.5б показан вид в поперечном разрезе части соединительного механизма 202 согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения. Механизм 202 позволяет соединять рычаг 201 руля и стержень 305 вилки. На чертеже представлены три основных элемента: первый соединительный элемент 203, второй соединительный элемент 204 и захватный элемент 810 (или рукоятка). Первый соединительный элемент 203 неподвижно соединен с рычагом 201 руля внутри него. Посередине первого соединительного элемента 203 находится вал, через который может проходить стержень 305 вилки. Второй соединительный элемент 204 помещается внутри верхнего конца первого соединительного элемента 203 и способен плавно перемещаться вверх и вниз. На дне второго соединительного элемента 204 находится отверстие 307, в которое может входить верхний конец 308 стержня 305 вилки. Когда второй соединительный элемент 204 находится в верхнем положении, он отсоединен от стержня 305 вилки. Когда второй соединительный элемент 204 плавно перемещается вниз, стержень 305 вилки входит в отверстие 307, и устанавливается соединение между вторым соединительным элементом 204 и стержнем 305 вилки и, следовательно, также между рулевым рычагом 201 и стержнем 305 вилки. Для фиксации стержня 305 вилки внутри отверстия во втором соединительном элементе верхний конец стержня 305 вилки имеет некруглую форму, а отверстие имеет соответствующую ему форму, как показано на не ограничивающем чертеже. Захватный элемент 810 находится, с одной стороны, снаружи трубы рулевого рычага 201, а, с другой стороны, внутри второго соединительного элемента 204 и соединен ним соединительным элементом 309, таким как штифт, винт или любой другой элемент. Соответственно, при плавном перемещении захватного элемента 810 вверх и вниз второй соединительный элемент 204 также плавно перемещается вверх и вниз. Кроме того, показанный захватный элемент 810 обеспечивает более эффективный захват для пользователя и облегчает регулирование положения второго соединительного элемента 204 (вверх или вниз). Тем не менее, в других вариантах осуществления захватный элемент 810 является излишним и не требуется, и, соответственно, в качестве третьего соединительного элемента может использоваться только соединительный элемент 309, как описано со ссылкой на фиг.7. Соединительный элемент 309 показан в виде единого элемента, такого как штифт и т.д., соединяющего обе стороны третьего соединительного захватного элемента 810 посредством рулевого рычага 201 и второго соединительного элемента 204. Тем не менее, это необязательно, и в других вариантах осуществления вместо этого могут применяться другие решения. Например, при использовании третьего соединительного элемента, состоящего из двух частей (например, ″правой части″ и ″левой части″), с каждой частью может быть соединен короткий штифт, способный проникать в рулевой рычаг и обеспечивать соединение со вторым соединительным элементом, а в другом варианте осуществления обе части могут быть соединены пружиной. В одном из вариантов осуществления второй соединительный элемент 204 может состоять из двух взаимосвязанных частей, каждая из которых изготовлена из отличающегося материала.
В одном из вариантов осуществления соединительный механизм 202 может находиться в передней трубе 707 рамы 700. В других вариантах осуществления, соединительный механизм может быть установлен сверху передней трубы 707.
На фиг.6 показан вид в поперечном разрезе рулевого рычага 201 с первым соединительным элементом 203 согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения. Как показано на чертеже, первый соединительный элемент 203 удерживают в трубе рулевого рычага 201 захватные элементы 610, такие как защелки. В проиллюстрированном примере предусмотрены две защелки, удерживающие первый соединительный элемент, по одной с каждой стороны, но изобретение не ограничено им, и может использоваться любое число защелок при условии, что они фиксируют первый соединительный элемент внутри трубы рулевого рычага. Валом 306 является вал, по которому может плавно перемещаться стержень вилки. Тем не менее, эти примеры не ограничивают настоящее изобретение, и могут использоваться другие соединительные механизмы, и могут существовать другие альтернативы.
На фиг.7 показан вид сбоку в разрезе второго соединительного элемента 204 внутри первого соединительного элемента 203 согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения. В трубе рулевого рычага 201 выполнены канавки 713. По этим канавкам способен плавно перемещаться вверх и вниз направляющий элемент 714, соединенный со вторым соединительным элементом 204 и тем самым поднимающий и опускающий, соответственно, второй соединительный элемент 204. Второй соединительный элемент 204 должен оставаться в нижнем положении, когда он соединен со стержнем, и в верхнем положении, когда он отсоединен от него, и образует фиксирующий механизм. Согласно одному из вариантов осуществления этот фиксирующий механизм представляет выступы 716, находящиеся в канавке 713. Когда направляющий элемент пересекает выступ 716, он фиксируется позади него. Чтобы выступ мог пересечь направляющий элемент, он должен быть выполнен из гибкого или упругого материала. Кроме того, если рулевой рычаг изготовлен из негибкого материала, к нему изнутри или снаружи может быть приклеен слой гибкого материала, образующий выступ в этом гибком слое. В рассматриваемом варианте осуществления этот слой может образовывать первый соединительный элемент 203, который изнутри прикреплен к трубе руля 201. Соответственно, как показано на чертеже, в первом соединительном элементе 203 также выполнены канавки с находящимися в них выступами 716. Тем не менее, этот пример является не ограничивающим, и вместо использования в качестве гибкого слоя первого соединительного элемента могут быть предусмотрены другие решения, такие как использование специализированного гибкого материала, который вместо этого прикреплен к трубе рулевого рычага. В других вариантах осуществления могут использоваться другие решения, альтернативные выступам, такие как использование винта в качестве направляющего элемента и его завинчивание в положении, в котором он должен быть зафиксирован.
В тех случаях, когда соединительный механизм содержит рукоятку, такую как элемент 810, как описано со ссылкой на фиг.5б, направляющий элемент также может образовывать соединительный элемент 309. В качестве альтернативы, может быть предусмотрен соединительный элемент 309, дополняющий направляющий элемент. В одном из вариантов осуществления сам по себе направляющий элемент может являться рукояткой, используемой для соединения и/или разъединения.
На фиг.8 проиллюстрирована рукоятка 810 согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения. Как отмечено выше, в одном из вариантов осуществления соединительный элемент 309 способен плавно перемещаться вверх и вниз в канавке.
На фиг.9а показан вид сбоку в разрезе соединительного механизма в разъединенном положении. Видно, что верхний конец стержня 305 вилки является свободным, то есть, не вставлен в отверстие 307 во втором соединительном элементе 204. На фиг.9б показан вид сбоку в разрезе соединительного механизма в соединенном положении. На фиг.9б, на которой проиллюстрировано соединенное положение, верхний конец стержня вставлен в отверстие 307. В каждом из положений, описанных со ссылкой на фиг.9а и 9б, стержень 305 вилки зафиксирован с возможностью вращения в первом соединительном элементе 203. Чтобы удерживать стержень 305 вилки в первом соединительном элементе 203, стержень 305 вилки снабжен углублением 910. Углублением может являться, например, канавка, которая полностью или частично ограничивает стержень 305, или ограниченная выемка в стержне 305. Чтобы предотвращать выскальзывание стержня из углубления, может быть предусмотрен фиксирующий элемент 911 с пружиной 912, сжимающей углубление. Соответственно, фиксирующий элемент 911 может предотвращать отсоединение стержня 305 вилки от соединительного механизм.
На фиг.10 показан перспективный вид удерживающего механизма для фиксации стержня 305 вилки согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения. В этом случае фиксирующий элемент 911 имеет овальное отверстие 1010, через которое может проходить головка стержня 305 вилки, и одну или несколько пружин 912. Фиксирующий элемент 911 имеет первую сторону 1011 и вторую сторону 1012. Тем не менее, следует отметить, что фиксирующий элемент необязательно является прямоугольным и может не иметь определимых сторон. Тем не менее, для целей пояснения удерживающего механизма в проиллюстрированном варианте осуществления он имеет почти прямоугольную форму. Когда фиксирующий элемент 911 вставляют в трубу руля или в первый соединительный элемент, пружина (-ы) 912 прижимают его с боковой стороны 1011 к стенке трубы. После того, как стержень вставляют в вал первого соединительного элемента, стержень 305 вилки достигает фиксирующего элемента 911. Затем верхний конец стержня толкает фиксирующий механизм 911 с его боковой стороны 1012. Когда углубление в стержне достигает фиксирующего механизма 911, пружина -ы) 912 незначительно разжимается и толкает механизм в углубление, в результате чего стержень 305 вилки фиксируется согласованно с фиксирующим механизмом 911 и, следовательно, также с первым соединительным элементом. Механизм, проиллюстрированный на фиг.10, не ограничивает настоящее изобретение, и в качестве альтернативы при соответствующих условиях может использоваться множество других известных как таковых одноразовых фиксирующих механизмов.
В вариантах осуществления настоящего изобретения предложен по меньшей мере один ограничитель вращения, не позволяющий переднему колесу поворачиваться в положение, в котором ось переднего колеса является ведущей по отношению к оси вилки, и удерживающий ось переднего колеса в ведомом положении по отношению к оси вилки как в первом режиме, когда трехколесным велосипедом управляет велосипедист, так и во втором режиме, когда трехколесный велосипед толкают сзади. Используемый в описании термин ″ограничитель вращения″ обозначает любую конструкцию, способную ограничивать вращение переднего колеса, независимо от того, предотвращает ли ограничитель вращение полностью после прохождения определенной точки, или предотвращает вращение после прохождения определенной точки только, когда прилагаемые усилия являются меньшими, чем пороговое значение (например, ограничитель может прилагать смещающее усилие, которое может быть преодолено противодействующей силой, превышающей смещающее усилие). В любом случае может использоваться ограничитель вращения согласно вариантам осуществления настоящего изобретения, чтобы сохранять ориентацию переднего колеса, при которой ось переднего колеса является ведомой по отношению к оси вилки как в первом режиме рулевого управления велосипедистом, так и во втором режиме контрольного управления.
Существует множество способов ограничения взаимного вращения двух деталей. Объем настоящего изобретения не ограничен каким-либо конкретным механизмом ограничения. Так, на фиг.11 лишь в качестве примера схематически показан вид снизу передней части основной рамы 700 и передняя рама 707 без переднего колеса в сборе и руля в сборе 200 согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения. Передняя рама 707, описанная со ссылкой на фиг.1 и 2, может содержать ограничитель вращения в виде упора 710, не позволяющий переднему колесу поворачиваться в положение, в котором ось колеса является ведущей по отношению к оси вилки. Хотя для краткости представлен один из вариантов осуществления упора, возможны другие варианты осуществления упора. Упор 710 может иметь несколько выступов, таких как выступ 711, выступ 712, выступ 713 и выступ 714. В одном из вариантов осуществления необходимы лишь два выступа, такие как выступы 711 и 713. В другом варианте осуществления может быть необходим всего один выступ. Эти выступы могут использоваться для ограничения угла поворота переднего колеса.
На фиг.12 схематически показан брызговик 301 согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения. Как описано со ссылкой на фиг.1, брызговик 301 может иметь по меньшей мере один выступ, два выступа, такие как выступы 377 и 378, или любое число выступов. Как показано на чертеже, в этом примере выступ 377 брызговика 301 помещается между выступами 712 и 713 упора 710, а выступ 378 брызговика 301 помещается между выступами 711 и 714. За счет ограничения выступов брызговика 301 между выступами упора 710 можно, с одной стороны, поворачивать брызговик и, следовательно, переднее колесо под заданным углом, а, с другой стороны, препятствовать повороту брызговика под большим углом и тем самым удерживать ось колеса в ведомом положении по отношению к оси вилки при нахождении руля как в первом режиме, так и во втором режиме. В одном из вариантов осуществления угол поворота между выступами упора 710 может составлять от 80° до 100°. В другом варианте осуществления угол поворота между выступами упора 710 может составлять около 90°. В одном из вариантов осуществления угол поворота между выступами упора 710 может составлять менее 180°. В одном из вариантов осуществления может быть дополнительно предусмотрен выступ 723 для предотвращения неправильной сборки брызговика. В некоторых вариантах осуществления упор может быть сконструирован иначе и может находиться в других частях трехколесного велосипеда при условии, что он не позволяет переднему колесу поворачиваться в положение, в котором ось колеса является ведущей по отношению к оси вилки. Например, упор может быть предусмотрен на стержне вилки, брызговике, рулевом рычаге или в любом месте снаружи или внутри трехколесного велосипеда. В качестве дополнительного примера, один или несколько упоров могут быть предусмотрены на вилке и (или) стержне для ограничения их взаимного перемещения. В качестве альтернативы один или несколько упоров могут быть предусмотрены на стержне и (или) руле для ограничения их взаимного перемещения. Кроме того, один или несколько упоров,; могут быть предусмотрены на неподвижной части трехколесного велосипеда, такой как рама или неподвижный элемент, соединенный с рамой, для ограничения перемещения любого из следующего: вилки, стержня, руля или элемента, соединенного с любым из перечисленного. Соответственно, проиллюстрированные на фигурах примеры являются лишь концептуальными и не имеют целью ограничить изобретение конкретной конфигурацией ограничителя вращения.
В одном из вариантов осуществления поворот руля велосипеда угол ограничен также по соображениям безопасности для защиты велосипедиста от удара рулем. В одном из вариантов осуществления угол поворота руля велосипеда может составлять от 80° до 100°. В одном из вариантов осуществления угол поворота руля велосипеда может составлять около 90°. В одном из вариантов осуществления угол поворота руля велосипеда может составлять от 20° до 170°.
При таких конфигурациях переднее колесо трехколесного велосипеда всегда может оставаться в положении, в котором ось стержня является ведущей по отношению к оси колеса независимо от того, приводится ли трехколесный велосипед в движение велосипедистом, или его толкают сзади. Так, в некоторых вариантах осуществления, чтобы взять на себя рулевого управление, взрослому требуется лишь отсоединить руль велосипеда от переднего колеса. В этом примере переднее колесо может оставаться в одном и том же положении независимо от режима работы, и не требуется, чтобы оно поворачивалось в новое положение. Аналогичным образом если взрослый, толкающий трехколесный велосипед, желает передать рулевое управление велосипедисту, в этом варианте осуществления ему требуется лишь соединить руль велосипеда с передним колесом. Поскольку рулевое управление может осуществляться, когда ось стержня является ведущим по отношению к оси колеса, взрослому не требуется изменять положение переднего колеса.
В зависимости от варианта осуществления трехколесного велосипеда может быть предусмотрена возможность изменения положения педали для перехода из одного режима работы в другой. В одном из вариантов осуществления с основной рамой 700 может быть соединен упор 300 для ног (смотри фиг.2), на который велосипедист может опираться ногами, когда трехколесный велосипед 810 толкают сзади. В одном из вариантов осуществления упор 300 для ног является складным, и может быть сложен назад под сиденье или любым другим способом. В одном из вариантов осуществления движущая сила вала 140 педали может быть отделена движущей силы вращения колеса 102, что эффективно позволяет педалям оставаться неподвижными, когда трехколесный велосипед 810 толкают сзади. Способ объединения и отделения движущей силы вала педали и движущей силы колеса известен из техники. Во втором режиме работы руль 200 может быть отсоединен от вилки 130, что эффективно позволяет взрослому толкать трехколесный велосипед 810 сзади и управлять им с использованием родительского руля 500, когда велосипедист сидит на сиденье 600, опираясь ногами на упор 300 для ног и держась руками за руль 200. Иными словами, при управлении трехколесным велосипедом 810 во втором режиме работы велосипедист может держаться за руль 200. Трехколесный велосипед 810 может быть переведен в первый режим работы путем соединения вилки 130 с рулем 200 с необязательным отсоединением родительского руля 500, необязательным складыванием упора 300 для ног и необязательным повторным соединением вала 140 педали с передним колесом 102. Соответственно, в первом режиме работы велосипедист может самостоятельно приводить трехколесный велосипед 810 в движение с использованием вала 140 педали и самостоятельно управлять трехколесным велосипедом 810 с использованием руля 200.
Хотя выше в качестве иллюстрации описаны некоторые варианты осуществления настоящего изобретения, ясно, что изобретение может быть осуществлено на практике с внесением множества модификаций, изменений и усовершенствований и с использованием многочисленных эквивалентов или альтернативных решений, известных специалистам в данной области техники и не выходящих за пределы существа изобретения или объема формулы настоящего изобретения.