ВЕЛОСИПЕД

Область техники. Полезная модель относится к транспортным средствам с использованием мускульной силы ног человека. Применяется для передвижения человека и перевозки грузов.
Уровень техники. Аналогом полезной модели является общеизвестный двухколесный велосипед. Библиографические данный отсутствуют. Спорным остается вопрос об авторстве. Сайт-W Википедия. Признаками аналога совпадающими с существенными признаками заявляемой полезной модели следующие: рама с установленным на ней передним управляемым колесом, заднем приводным колесом и водительским сиденьем. Признаком полезной модели не совпадающим с существенным признаком аналога является конструкция привода. Привод обычного велосипеда состоит из по сути кривошипно-шатунного механизма и входящую в его состав цепную передачу. Так как КПД цепной передачи равен 97%,а КПД КШМ 40%,то КПД привода составляет примерно 40% с учетом потерь на трение. Технический результат-существенное увеличение КПД привода полезной модели по сравнению с известными аналогами. Причиной препятствующей получению технического результата в аналоге является в наличие в составе привода КШМ с КПД 40%. Привод полезной модели состоит из одной тросовой передачи. Так как КПД тросовой передачи равен 97%,то и КПД привода полезной модели составляет 97% за минусом потерь динамики.
Ближайшим аналогам(прототипом)полезной модели является: Велосипед с линейным приводом с педалированием и движением академической гребли запатентованным под номером RU 2413649 С1. Дата подачи заявки 02.12.2009. Автор С.Н.Лукьянов. RU. Признаками прототипа RU 2413649 С1 совпадающими с существенными признаками заявляемой полезной модели являются:
рама с установленным на ней передним управляемым колесом, задним приводным колесом, двойной тросовой передачей, направляющие на которых установлены каретка с упорами для ног совершающие возвратно-поступательные движения. Существенным признаком прототипа RU 2413649 С1 не совпадающим с существенным признаком полезной модели является механизм возврата педалей в исходное положение. В полезной модели он блочно-тросовый. В полезной модели RU 2413649 С1 функцию механизма возврата упоров 4 и 5 фиг.1 (патент на изобретение RU 2413649 С1) в исходное положение выполняет резиновый жгут 48 фиг.1. Наличие резинового жгута в приводе RU 2413649 С1 препятствует получению технического результата который обеспечивается полезной моделью, так как при рабочем ходе упоров 4 и 5 фиг.1 требуется затрачивать дополнительное усилие на преодоление силы упругости жгута 48 необходимую для возврата упоров 4 и 5 в исходное положение в режиме холостого хода, что существенно снижает КПД его привода.
Раскрытие полезной модели. Технический результат осуществляемый полезной моделью - существенное увеличение КПД ее привода по сравнению с КПД привода аналогов. КПД выраженный в процентах показывает какая часть затраченной энергии превращается в полезную работу. Технический результат обеспечивается совокупностью таких признаков полезной модели как двухсторонний тросовый привод заднего колеса, возвратно-поступательное движение педалей и блочно-тросовый механизм возврата педалей в исходное положение. Технический эффект от наличия этих признаков проявляется в том что для передвижения с одной и той же скоростью полезной модели и аналогов в приводе полезной модели затрачивается меньше усилия для создания крутящего момента необходимого для вращения заднего колеса, чем приводах аналогов. Это происходит в сравнении с обычным велосипедом из-за наличия в нем КШМ, а по сравнению с RU 2413649 С1 из-за наличия из-за наличия в механизме его привода резинового жгута, по ранее названным причинам.
Описание полезной модели. Полезная модель состоит из двойной рамы 9 фиг 1,2 на которой установлено переднее управляемое колесо 1, заднее приводное колесо 6, руль 12, сиденья со спинкой и привода. Привод состоит из двух ветвей тросовой передачи расположенных по обеим сторонам велосипеда. Каждая из ветвей состоит из шкива-храповика 7 установленного на ступице 8 колеса б.Трос 4 фиг.1 крепится в середине ручья шкива-храповика 7 и сделав по одному обороту вокруг шкива 7 в одну и другую сторону далее проходит через направляющие блоки 11 и 3 и далее своими концами крепится к кареткам 4 фиг.4 установленным в направляющих трубах 2 фиг.2. Для натяжки троса на каждой из ветвей установлен натяжной блок 5 на эксцентричной оси с фиксацией. Правосторонний шкив-храповик фиг.5 устроен так что при рабочем ходе собачка 1 входит в зацепление с зубьями храповика 5 фиг.6 и колесо вращается по часовой стрелке. Когда трос движется в обратном направлении собачка 1 выходит из зацепления с зубьями 5 и колесо стоит. Левосторонний шкив-храповик фиг.6 имеет угол наклона зубьев в противоположном направлении и его рабочий ход против часовой стрелки. Таким образом каждая из ветвей тросовой передачи приводит во вращение колесо 6 фиг.1 независимо одна от другой. В то же время обе ветви объединены в единый приводной механизм посредством механизма возврата педалей в исходное положение, который состоит из блока 13 фиг.1 и перекинутого через него троса 15, концы которого так же крепятся к каретке 4 фиг.4. Рама 9 фиг.1, 2, направляющие трубы 2, ось верхнего блока 11 и ось блока 13 жестко крепятся к консоли 17 рамы 9. Нижний блок 10 фиг.3 крепится непосредственно к направляющей трубе 3. На стенке направляющей трубы 3 прикреплен упор 8 из фторопласта для ограничения хода каретки вниз и гашения звука когда от него ударяется выступ 7 каретки 4. Привод работает следующим образом: при движении правой педали 10 фиг.1 вниз, левая педаль 16 тросом 15 поднимается в верх. Правый шкив-храповик фиг.5 делает рабочий ход вращая колесо 6 фиг.1, а левый шкив-храповик фиг.6 делает холостой ход и наоборот, когда левая педаль 16 фиг.1 идет вниз, правая тросом 15 поднимается в верх. Левый шкив-храповик фиг.6 делает рабочий ход, а правый фиг.5 делает холостой ход.
Осуществление полезной модели. При возвратно-поступательном движении кроме потерь на трение возникают потери динамического характера обусловленные инерцией движущихся деталей. Величина этих потерь прямо пропорциональна весу этих деталей и частоты смен положения этих педалей. Для осуществления полезной модели необходимо во первых максимально снизить вес деталей движущихся возвратно-поступательно, во вторых необходимо подобрать диаметры шкивов таким образом чтобы частота смен положения педалей была не более примерно одного раза в секунду. В таком случае эффект будет обеспечен. В начале движения когда скорость минимальна и влиянием динамических потерь можно пренебречь, КПД привода полезной модели будет максимальным и равным КПД тросовой передачи за минусом потерь на трение итого примерно 90%. С возрастанием скорости динамические потери увеличиваются и КПД привода снижается. Если в начале движения КПД равняется 90%, то можно предположить что для средней скорости КПД реально составит примерно 75%.Конструкция полезной модели изображена на фиг.1 и 2. Рама 9 изготовлена двойной для удобства крепления к ней деталей, а ее жесткость позволяет обойтись без верхней поперечины рамы для удобства посадки. Так как направляющие 2 фиг.2 расположены под углом к вертикали, то от смещения водителя назад к сиденью предусмотрена спинка 14 фиг.1. С учетом изложенных факторов на мой взгляд в области применения наиболее перспективен трехколесный вариант полезной модели состоящий из рамы с установленным на ней задним приводным колесом и управляемой передней парой колес на оси которой смонтировано кресло для пассажира легко трансформирующееся в грузовой отсек. В этом случае третье колесо позволит равномерно распределить нагрузку на колеса, неспешную посадку и трогание с места, исключить виляние переднего колеса особенно при разгоне, а привод с увеличенным КПД обеспечит необходимы крутящий момент.