ПРИВОД ПЕДАЛЬНЫЙ
PEDAL DRIVE

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в качестве привода для наземных и надводных, преимущественно безмоторных, транспортных средств. Известен привод [1], содержащий рычаг с педалями, установленными с возможностью возвратно-поступательных перемещений, при этом педали соединены с цепью, перекинутой через звездочки, каждая из двух педалей соединена также с двумя подшипниками, скользящими по салазкам, а звездочки соединены с преобразователем, вращающим ведомую звездочку, которая закреплена на заднем колесе велосипеда.
Наиболее близким к предложенному решению является привод [2], содержащий механизм передачи усилий ног человека на вал отбора мощности, включающий две пары жестко соединенных между собой направляющих профилей, в которых совершают возвратно-поступательные перемещения независимые каретки с педалями для ног человека в верхней части и снабженные в нижней части подпружиненными с одной стороны храповыми собачками для захвата звеньев цепей, перекинутых через передние и задние свободно посаженные на оси звездочки и ведомые звездочки, жестко посаженные на вал отбора мощности.
Недостатками прототипа являются:
- наличие в механизме передачи усилий ног человека на вал отбора мощности двух цепных передач, усложняющих его конструкцию и снижающих надежность работы;
- наличие вращающих моментов кареток, образуемых парой сил, одной из которых является сила, прилагаемая к педали ногой человека, а другой - сила реакции звена цепи, что увеличивает сопротивление кареткам при их перемещении в направляющих профилях и увеличивает износ опорных поверхностей кареток и направляющих профилей.
Задачами изобретения являются:
- упрощение и облегчение устройства привода путем использования одной цепной передачи;
- устранение вращающих моментов кареток путем конструктивного изменения направляющих профилей и жестком соединении кареток. Жесткое соединение кареток позволяет получить такое конструктивное решение, при котором силы, прилагаемые ногами человека к педалям, и сила реакции захваченного храповыми собачками звена цепи находятся в одной плоскости.
Предложен привод педальный, содержащий механизм передачи усилий ног человека на вал отбора мощности, включающий направляющие профили, в которых совершают возвратно-поступательные перемещения каретки с педалями для ног человека и храповыми собачками для захвата втулок звеньев цепей, перекинутых через передние и задние свободно посаженные на оси звездочки и ведомые звездочки, жестко посаженные на вал отбора мощности. Новизна состоит в том, что механизм передачи усилий ног человека на вал отбора мощности включает два направляющих профиля, в которых совершают возвратно-поступательные перемещения две жестко соединенные между собой каретки, между внутренними поверхностями которых расположены оппозитно две храповые собачки для двустороннего захвата и протягивания проложенной между ними цепи, а на внешних боковых сторонах кареток установлены педали для приложения усилий ног человека.
На фиг.1 схематично показан общий вид привода педального.
На фиг.2 показано сечение А-А, обозначенное на фиг.1.
На фиг.3 показано сечение Б-Б, обозначенное на фиг.1.
В двух направляющих профилях 1 имеют возможность совершать возвратно-поступательные перемещения две, жестко соединенные между собой болтами 2 через распорные втулки 3, каретки 4, 5, образующие единый блок кареток 6. Между внутренними, обращенными друг к другу, поверхностями кареток 4, 5 расположены оппозитно две храповые собачки 7 для одновременного двустороннего захвата и протягивания вслед за блоком кареток 6 проложенной между ними цепи 8, перекинутой через переднюю звездочку 9, свободно посаженную на ось 10, через заднюю звездочку 11, свободно посаженную на ось 12, и через ведомую звездочку 13, жестко посаженную на вал отбора мощности 14. Рабочая поверхность пары храповых собачек 7, удерживаемых на упорах 15 прижимными пружинами 16, образована цилиндрической поверхностью, диаметр которой равен диаметру втулки звена цепи 8. На внешних боковых сторонах блока кареток 6 установлены педали 17 для приложения усилий ног человека. Использование для захвата звеньев цепи 8 двух храповых собачек 7 позволяет более надежно захватывать цепь 8 при укороченной длине рабочих зубьев. В свою очередь, укороченные рабочие зубья облегчают выход храповых собачек 7 из зацепления с звеньями цепи 8 при обратном ходе блока кареток 6. Жесткое соединение кареток 4, 5 допускает только одновременное использование ног во время работы привода, позволяя выбрать такое расположение педалей 17 на каретках 4, 5, при котором силы, прилагаемые ногами человека к педалям 4, 5, и сила реакции захваченного храповыми собачками 7 звена цепи 8 находятся в одной плоскости. Блок кареток 6 не доходит до ограничителей 18 во время работы привода, так как они необходимы только для предотвращения соударения блока кареток 6 с другими подвижными деталями привода в случае его (блока) неконтролируемого перемещения в направляющих профилях 1. Привод приводится в действие одновременным нажатием ногами на педали 17 блока кареток 6, находящегося в исходном, т.е. в крайнем заднем, положении. Усилия ног от педалей 17 передаются на блок кареток 6, а от него, с помощью храповых собачек 7, на цепь 8. Далее усилия передаются на ведомую звездочку 13, а от нее - на вал отбора мощности 14. Если усилие, передаваемое на вал отбора мощности 14, больше сопротивления нагрузки, то блок кареток 6 продвигается вперед по опорным поверхностям направляющих профилей 1, протягивая с помощью сдвоенных храповых собачек 7 цепь 8, которая вращает переднюю 9 и заднюю 11, свободно посаженные на оси 10, 12 соответственно звездочки, и ведомую звездочку 13, а через нее - вал отбора мощности 14. После достижения блоком кареток 6 крайнего переднего положения, он возвращается в крайнее заднее положение усилиями ног человека. При этом сдвоенные храповые собачки 7, преодолевая незначительное сопротивление прижимных пружин 16, поворачиваются на своих осях 19, выходят из зацепления с втулкой роликовой цепи 8 и скользят по поверхностям остальных втулок. После достижения блоком кареток 6 крайнего заднего положения рабочий цикл повторяется и т.д.
Предлагаемая конструкция делает привод более простым и надежным, позволяет устранить вращающие моменты кареток. Привод позволяет использовать практически все прилагаемое человеком усилие на совершение полезной работы.
Предлагаемый привод может быть использован как в качестве самостоятельного устройства, так и в качестве составных частей многоприводных, преимущественно безмоторных, транспортных средств.
Источники информации
1. Заявка РФ №98101694, опубл. 27.10.1999 г.
2. Патент РБ №2534 U, опубл. 28.02.2006 г. (прототип).