Транспортное средство Арзамасцева с ножным и механическим приводом накопительной энергии
ARZAMASTSEV VEHICLE WITH FOOT-CONTROLLED AND MECHANICAL CUMULATIVE ENERGY DRIVE

Транспортное средство с ножным и механическим приводом накопительной энергии предназначено для индивидуального передвижения людей, как экологически чистый внутригородской индивидуальный транспорт. В том числе: для оздоровительных, спортивных и развлекательных целей.
Известен ряд устройств, в которых используется действие мускульной силой человека для его передвижения. К аналогу изобретения можно отнести устройство, содержащее опорную площадку для ног, переднее и задние колеса. (патент США №4076270, кл. В62М  1978). К недостатку аналога можно отнести недостатки конструкции, из-за которых приходится постоянно применять физические усилия для движения по дорожному полотну. К прототипу изобретения можно отнести устройство, содержащее раму, опорные площадки для ног, переднее и задние колеса. (патент США №3992029, кл. В62М  1976). В связи с этим, ограничиваются возможности перемещения человека на длинные расстояния в условиях городской черты с наименьшей нагрузкой. Ограничивается использование, как средство передвижения, экологически чистого, городского, индивидуального транспорта в массе. Не обеспечивается массовое применение в оздоровительных, спортивных и развлекательных мероприятиях.
Техническим эффектом данного изобретения является совокупность отличительных существенных признаков, создающих расширение возможностей в использовании: как городской индивидуальный массовый транспорт, при значительной скорости движения в городской черте с наименьшей нагрузкой на организм; как экологически чистый, снижающий общее загрязнение окружающей среды выхлопными газами автотранспорта; разгрузки общественного транспорта в час «пик». Обеспечение массового использования в оздоровительных, спортивных и развлекательных мероприятиях людей любого возраста.
Заявленный технический эффект достигается транспортным средством двигающимся ножным и механическим приводом, который накапливает потенциальную энергоемкость массой маховика, аккумулирует ее с последующей отдачей кинетической энергии для движения транспортного средства. Транспортное средство состоит из рамы с передними управляемыми ходовыми колесами с рулем управления. Задними ходовыми ведущими инерционными моторными колесами с ножным приводом, состоящими из дисков, установленных по бокам ходового ведущего колеса на валу, на подшипниках качения и закрепленных между собой болтовым соединением. На диски установлена пневматическая шина. Сбоку, по центру, на диске закреплена обгонная муфта и шкив, для размещения приводного каната, который огибает шкив обгонной муфты передающей вращение ходового ведущего колеса, с возможностью его вращение на размер рабочего хода педали и возврата механизма привода в исходное положение пружиной. При желании, возможно передвижение за счет попеременного отталкивания ногами от дорожного полотна. Движение механическим приводом, который накапливает потенциальную энергоемкость массой маховика, аккумулирует ее с последующей отдачей кинетической энергии для движения транспортного средства, состоит из задних ходовых ведущие инерционных моторных колес снабженных маховиками, выполненными металлическими или из материала, обладающего накоплением потенциальной энергоемкостью. Маховик расположен внутри дисков ходового ведущего колеса, на валу, на подшипнике качения. Накопление потенциальной энергии маховиком и отдачи кинетической энергии для движения транспортного средства, производится механизмом сцепления ходового ведущего колеса с маховиком совместно с механизмом плавного изменения передаточного отношения от вращающегося маховика на ходовое ведущее колесо. Состоящее из опорного диска закрепленного кронштейнами к диску ходового ведущего колеса. На опорном диске, на горизонтальных шарнирах закреплены направляющие штанг. Штанга расположена внутри направляющей. Концы штанг закреплены шарнирами на муфте управления. Штанги перемещаются внутри направляющих, выдвигаются, меняя угол установки штанг, за счет меняющегося плеча между шарнирами. Второй конец штанг соединяются с колодками и фрикционными накладками посредству вилки. Вилка выполнена как одна деталь вместе с ползуном. Вилка с колодкой соединена осью. Ползун перемещается в канале штанги, в которой есть паз и по которому перемещается ограничитель хода ползуна и которому не дает проворачиваться вокруг своей оси. Колодки с фрикционными накладками прижимаются к боковой поверхности маховика пружинами с возможностью мягкого перемещения по боковой поверхности маховика. Муфта управления имеет кольцевую канавку для входа вилки переключения передач. Вилка выполнена из корпуса с ручкой установленной на рычаге и каналом, расположенным перпендикулярно вилки и установленной на направляющем стержне. Фиксация положения муфты управления производится ручкой вилки, которая вворачивается по резьбе в корпус вилки до упора направляющего стержня.
Маховик работает в режимном дисбалансе, при котором возникает неуравновешенность, присутствия переменных динамических нагрузок в радиальном и угловом направлениях на подшипник, для снижения, смягчения динамических нагрузок между валом, подшипником и маховиком, место посадки подшипника на вал покрыть демпферным слоем, например, оловосвинцовым составом.
На фиг. 1 изображено транспортное средство с ножным приводом, вид сбоку. На фиг. 2 изображена схема расположений муфты управления с фиксацией ее ручкой: А - в положении отбора кинетической энергии от маховика ведомой колодкой, с получением максимального числа оборотов на ходовом ведущем колесе; Б - в положении отбора кинетической энергии от маховика ведомой колодкой, с получением минимального числа оборотов на ходовом ведущем колесе; В - положение с отключением отбора кинетической энергии от маховика ведомой колодкой. На фиг. 3 изображен фрагмент устройства конца штанги. Показан узел шарнирного соединения штанги с колодкой с фрикционными накладками посредству вилки, выполненной вместе с ползуном. Вилка с колодкой соединена осью. Ползун перемещается в канале штанги, в которой есть паз и по которому перемещается ограничитель хода ползуна и которому не дает проворачиваться вокруг оси. Колодки с фрикционными накладками прижимаются к боковой поверхности маховика пружинами с возможностью мягкого перемещения по поверхности маховика во время установки в положении отбора кинетической энергии или создания потенциональной энергии от ходового ведущего колеса. На фиг. 4 изображено ходовое ведущее, инерционного действия, моторное колесо с ножным приводом, вид спереди в разрезе. Показано положение отбора кинетической энергии от маховика ведомой колодкой, с получением максимального числа оборотов на ходовом ведущем колесе и положение фиксации ручкой вилки. На фиг. 5 изображен фрагмент муфты управления с вилкой, установленной в кольцевой канавке. Показаны крепления штанг к муфте управления. На фиг. 6 изображен фрагмент дисков, установленных по бокам ходового ведущего колеса, закрепленных между собой болтовым соединением.
Транспортное средство 1 состоит из рамы 2 с передними управляемыми ходовыми колесами 3 с рулем управления 4, опорной площадкой 5. Задними ходовыми ведущими инерционными моторными колесами 6 с ножным приводом педалью 7 и рычагом 8. Ходовое ведущее колесо 6 состоит из дисков 9 и 10, установленных по бокам ходового ведущего колеса 6 на валу 11, на подшипниках 12 качения и закрепленных между собой болтовым соединением 13. На диски 9 и 10 установлена пневматическая шина 14. Сбоку, по центру, на диске 10 закреплена обгонная муфта 15 и шкив 16. На шкиве 16 размещен приводной канат 17, который огибает шкив 16 обгонной муфты 15 передающей вращение ходового ведущего колеса 6, с возможностью его вращение на размер рабочего хода педали 7 (вторая педаль не показана) и возврата механизма привода в исходное положение пружиной 18. (фиг. 1) Задние ходовые ведущие инерционные моторные колеса 6 снабжены маховиком 19. Маховик 19 выполнен металлическим или из материала, обладающего накоплением потенциальной энергоемкостью. Маховик 19 расположен внутри дисков 9 и 10 ходового ведущего колеса 6, на валу 11, на подшипнике 20 качения. Отбор накопленной потенциальной энергии маховиком 19 для движения транспортного средства 1, производится механизмом сцепления ходового ведущего колеса 6 с маховиком 19. Механизм сцепления состоит из опорного диска 21 закрепленного кронштейнами 22 к диску 9 ходового ведущего колеса 6. На опорном диске 21, на горизонтальных шарнирах 23 закреплены направляющие 24 штанг 25. (фиг. 4) Штанга 25 расположена внутри направляющей 24. Концы штанг 25 закреплены шарнирами 35 на муфте 36 управления. Вторые концы штанг 25 соединяются с колодками 26 с фрикционными накладками 27 посредству вилки 28. Вилка 28 выполнена как одна деталь вместе с ползуном 29. Вилка 28 с колодкой 26 соединена осью 30. Ползун 29 перемещается в канале 31 штанги 25, в которой есть паз 32 и по которому перемещается ограничитель 33 хода ползуна 29 и которому не дает проворачиваться вокруг своей оси. Колодки 26 с фрикционными накладками 27 прижимаются к боковой поверхности маховика 19 пружинами 34 с возможностью мягкого перемещения по боковой поверхности маховика 19. (фиг. 3) Муфта 36 управления, имеющая кольцевую канавку 37 для входа вилки 38 переключения передач. Вилка 38 переключения передач состоит из корпуса 39 с каналом 40, ручки 41 установленной на рычаге 42. Вилка 38 переключения передач установлена на направляющем стержне 43. Фиксация положения муфты 36 с вилкой 38 переключения передач производится ручкой 41, которая вворачивается по резьбе 44 в корпус 39 вилки 38 до упора направляющего стержня 43.
Маховик 19 работает в режимном дисбалансе, при котором возникает неуравновешенность, присутствия переменных динамических нагрузок в радиальном и угловом направлениях на подшипник 20, для снижения, смягчения динамических нагрузок между валом 11, подшипником 20 и маховиком 19, место посадки подшипника 20 на вал 11 покрыть демпферным слоем, например, оловосвинцовым составом.
Транспортное средство 1 с ножным и механическим приводом накопительной энергии работает следующим образом. Передвижение транспортного средства 1 с человеком в режиме попеременного отталкивания ногами, ноги устанавливаются на опорные площадки 5, удерживаясь руками за рулевое управление 4. Человек отталкивается попеременно ногами от дорожного полотна и транспортное средство 1 катится по дорожному полотну. Передвижение транспортного средства 1 с человеком в режиме ножного механического привода, ноги устанавливаются на педали 7, так, если одна нога делает рабочее движение вниз, то другая нога делает свободный ход, поднимается вверх. При рабочем ходе, действием ноги, педаль 7 опускается вниз и влечет за собой рычаг 8. Рычаг 8, перемещаясь, воздействует на приводной канат 17, который приводит во вращательное движение шкив 16 обгонной муфты 15. Ходового ведущего колеса 6, за счет вращательного движение шкив 16 обгонной муфты 15 получает вращение и обеспечивает движение транспортного средства 1 с человеком по дорожному полотну. При свободном ходе, нога с педалью 7 и рычагом 8, действием пружины 18, работающей на сжатие, поворачивает шкив 16 с обгонной муфтой 15 в исходное положение, не воздействуя на ходового ведущего колеса 6. В аналогичной последовательности происходит цикл движений и с другой педалью 7. Одновременно, у одной педали 7 рабочий ход, у другой педали 7 свободный ход. Педали 7, механически не связаны между собой, поэтому могут использоваться в автономном режиме, - работать попеременно обоими педалями 7, или только одной педалью 7.
Передвижение транспортного средства 1 механическим приводом накопительной энергии работает следующим образом. Маховик 19, конструктивно и технологически находится в независимом положении от ходового ведущего колеса 6. Колодки 26 с фрикционными накладками 27 и ходовое ведущее колесо 6 находятся в разъединенном положении. В этом положении масса маховика 19 не накапливает потенциальную энергоемкость. Для того чтобы масса маховика 19 накапливала потенциальную энергоемкость необходимо соединить вращающееся ходовое ведущего колесо 6 с маховиком 19. Для этого, вручную, передвигается муфта 36 управления, ручкой 41 с рычагом 42 и вилка 38 двигается по направляющему стержню 43 из положения В, вправо, из положения отключенного сцепления между ходовым ведущем колесом 6 и маховиком 19. От этого действия, вилка 38 будет воздействовать на кольцевую канавку 37 муфты 36 управления. Муфта 36 управления, перемещаясь по направляющему стержню 43, воздействует на шарниры 35 и штанги 25. Штанги 25 перемещаются внутри направляющих 24, выдвигаются, меняя угол установки штанг 25, в сторону увеличения, за счет меняющегося плеча между шарнирами 23 и 35. Поворачиваются на шарнирах 23. Второй конец штанг 25, в это время, воздействуют на оси 30 шарниров и колодки 26. Фрикционные накладки 27 войдут в контакт с боковой поверхностью маховика 19, в положение Б. (фиг. 2) Пружины 34, при этом положении выравнивают контакт фрикционных накладок 27 на поверхности маховика 19, усиливают их контакт. Ползун 29 перемещается в канале 31 штанги 25, в которой есть паз 32 и по которому перемещается ограничитель 33 хода ползуна 29 и которому не дает проворачиваться вокруг своей оси. Пружины 34, совместно с ползуном 29 обеспечивают плавность и мягкость передвижение колодок 26 с фрикционными накладками 27. Плавного изменения передаточного отношения от вращающегося маховика 19 ходовому ведущему колесу 6, при изменении установки режимов накопления потенциальной энергоемкости массой маховика 19 с последующей отдачей ходовому ведущему колесу 6 кинетической энергии для движения транспортного средства. Для увеличения накопления потенциальной энергоемкости массой маховика 19 необходимо переместить ведомые колодки 26 с фрикционными накладками 27 из положения Б (низшая передача - низкие обороты маховика) в положение А (высшая передача - высокие обороты маховика, с максимальным накоплением потенциальной энергии массой маховика 19). Максимальное накопление потенциальной энергии массой маховика 19 возможно при спуске с горы транспортного средства 1 по дорожному полотну. Накопленную потенциальной энергии можно использовать как кинетическую энергию, которая обеспечит с легкостью преодолевать крутые подъемы. Во время движения транспортного средства 1 можно на ходу подбирать режимы движения с учетом рельефа местности, уклонов, подъемов, использовать попутную природную энергию, в том числе парусность, торможение.
Маховик 19 работает в режимном дисбалансе, при котором возникает неуравновешенность, присутствие переменных динамических нагрузок в радиальном и угловом направлениях на подшипник 20, для снижения, смягчения динамических нагрузок между валом 11, подшипником 20 и маховиком 19, место посадки подшипника 20 на вал 11 покрыто демпферным слоем, например, оловосвинцовым составом.