Педальный привод велосипеда
BICYCLE PEDAL DRIVE

Изобретение относится к транспортным средствам, приводимым в движение мускульной силой человека, в частности к велосипедам.
Известны педальные приводы велосипедов, имеющие повышенный КПД - (а.с. СССР №1824343, 1720920, 1355539, 1316904, 1130503).
Недостатком таких технических решений является сложность конструкции, а также отсутствие возможности более полного отбора мускульной энергии и недостаточно-развиваемая мощность, из-за отсутствия возможности включения в работу группы мышц для вращения педалей двигающихся к верхнему положению.
Известен также педальный привод, в котором с помощью туклипсов или велотуфлей с замками фиксируется на педалях обувь велосипедиста, что обеспечивает возможность включения в работу группы мышц для создания дополнительного тягового усилия на педалях, двигающихся к верхнему положению (Любовицкий В.П. «Гоночные велосипеды» 1989 г. с 38; 50; 100; 200 - прототип). При фиксировании обуви достигается более полный отбор мускульной энергии при вращении педалей, что способствует достижению высоких спортивных результатов.
Недостатком такого привода является высокая стоимость и сложность конструкции, а также не экономичное использование мускульной энергии при подтягивании педалей к верхнему положению при переходе кривошипами горизонтального положения, когда прилагаемое к педали усилие некоторое время направлено к оси ведущей звездочки. Происходит перегрузка мускульной системы для получения дополнительного крутящего момента на ведущей звездочке.
Для деловых или прогулочных поездок на велосипеде, достижение высоких спортивных результатов не обязательно, а важно экономичное использование мускульной энергии, поэтому получение дополнительного крутящего момента за счет перегрузки мускульной системы не имеет смысла.
Использование замковых фиксирующих устройств создает сложность освобождения ног от педалей, что повышает вероятность падения в экстремальных ситуациях и снижает безопасность движения. Устройство сложных замков искажает привычную конструкцию педали, что снижает эксплуатационные характеристики из-за отсутствия возможности поездок на велосипеде в повседневной обуви.
Цель изобретения - упрощение конструкции и повышение КПД технического решения.
Поставленная цель достигается тем, что, в педальном приводе велосипеда, содержащего кривошипы, соединенные с ведущей звездочкой, педали, закрепленные на кривошипах, включающие устройство фиксации обуви, устройство фиксации обуви выполнено в виде упора, установленного за педалью, для взаимодействия с задником обуви.
На фиг. 1 представлено взаимодействие задника обуви велосипедиста с упором педали; на фиг. 2 - установка упора на педали; на фиг. 3 - вид А.
Велосипед 1 имеет педальную передачу, содержащую ведущую звездочку 2, соединенную с кривошипами 3, на которых закреплены педали 4. На педалях установлены упоры 5 для взаимодействия с задниками обуви 6 велосипедиста. Упоры зафиксированы на корпусе педалей с помощью проушин 7 и гаек 8.
Педальный привод велосипеда работает следующим образом.
Перед началом движения велосипедист ставит, например левую ногу на педаль 4, находящейся в нижнем положении и поджимает задник обуви 6 к упору 5 этой педали. Затем после отталкивания правой ногой и начала движения по инерции, носком обуви этой ноги подкручивается правая верхняя педаль к горизонтальному положению. Далее подошва обуви устанавливается на опорную плоскость этой педали, а задник обуви 6 поджимается к упору 5, после чего начинается преобразование мускульной энергии в движение велосипеда. Во время нажатия на правую педаль 4, находящейся в верхнем положении, нижняя левая педаль 4 через упор 5 захватывается обувью 6 велосипедиста и одновременно с верхней педалью через кривошип 3 вращает ведущую звездочку 2. В результате создается дополнительный крутящий момент за счет включения в работу группы мышц, работающих на сгибание коленного сустава. При подходе правой педали 4 к нижнему положению происходит захват этой педали задником обуви 6 и переход кривошипами 2 мертвых точек. Далее цикл работы привода повторяется.
Такой захват нижних педалей обувью согласуется с кинематикой движения ног велосипедиста, при этом траектория движения педалей совпадает с направлением действия усилия к педали через упор 5 относительно коленного сустава, что повышает крутящий момент при оптимальных затратах мускульной энергии. В результате повышается развиваемая мощность привода с экономией мускульной энергии при переходе педалями мертвых точек. Группа мышц, подключаемая к работе на сгибание коленного сустава, в той или иной степени тренирована при ходьбе и беге, поэтому процесс дополнительного вращения ведущей звездочки не вызывает заметных утомительных движений.
В установившемся режиме работы привода величина усилия, действующего через упор на педали, зависит от условий движения и может выбираться самим велосипедистом от нуля до максимальных значений, превышающих усилие нажатия на педали. Такая возможность увеличения крутящего момента обеспечивает запас мощности на педалях, что улучшает ходовые характеристики велосипеда и может использоваться для преодоления препятствий и повышения скорости движения.
Для освобождения ног от педалей в экстремальных ситуациях или для остановок, достаточно подать ногу вперед от упора педали, что упрощает существующую технику освобождения ног при использовании сложного замкового соединения обуви с педалями. Возможность поездок на велосипеде в повседневной обуви расширяет эксплуатационные возможности.
Применение предлагаемого педального привода на велотренажерах может повысить общую физическую подготовку за счет дополнительной тренировки группы мышц работающих при ходьбе и беге.
Таким образом, предлагаемое техническое решение позволяет упростить конструкцию и повысить КПД педального привода.