ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЙ ГУСЕНИЧНЫЙ ПРИВОД ВЕЛОСИПЕДА
ADDITIONAL CATERPILLAR DRIVE OF BICYCLE

Изобретение относится к навесному оборудованию велосипедов для движения по снегу и/или грязи и может заменять или дополнять велосипедное колесо.
Из уровня техники известен патент KR 101148449, описывающий внедорожный велосипед в котором гусеница располагается одновременно на ведущем и ведомом колесе, что требует пространства между ними для протягивания гусеницы и соответственно оригинальной рамы. Отличия от заявленного решения состоят в том, что:
Дополнительный гусеничный привод является навесным оборудованием стандартного велосипеда;
- Дополнительный гусеничный привод не требует внесения изменений в конструкцию;
- Дополнительный гусеничный привод располагается на оси заднего ведущего колеса и не мешает рулению.
Известен патент CN 2910765, описывающий велосипед с гусеничным приводом в котором применена оригинальная конструкция задней части, состоящей из двух колес. Отличия от заявленного решения состоят в том, что:
Дополнительный гусеничный привод является навесным оборудованием стандартного велосипеда;
- Дополнительный гусеничный привод не требует внесения изменений в конструкцию.
Известен патент KR 101128842, описывающий велосипед в котором гусеничный привод является заменой стандартному колесу. Отличия от заявленного решения состоят в том, что:
Дополнительный гусеничный привод является навесным оборудованием стандартного велосипеда;
- Дополнительный гусеничный привод основывается на работе стандартного колеса и имеет возможность смещения по оси при необходимости движения на колесе.
Известен патент CN 2262524, описывающий велосипед в котором применена оригинальная конструкция задней части с гусеничным приводом. Отличия от заявленного решения состоят в том, что:
Дополнительный гусеничный привод является навесным оборудованием стандартного велосипеда;
- Дополнительный гусеничный привод основывается на работе стандартного колеса и имеет возможность смещения по оси при необходимости движения на колесе.
Наиболее близким решением является патент US 7232130, описывающий задний гусеничный привод велосипеда в котором гусеница может иметь собственное ведущее колесо или одеваться на существующее. Но при таком устройстве размеры гусеницы могут ограничиваться размерами рамы велосипеда и вне зависимости от положения натяжителя гусеница надетая на заднее колесо будет всегда соприкасаться с поверхностью земли независимо от погодных и дорожных условий, что на дорогах с твердым покрытием может привести к ее быстрому истиранию. Кроме того в изобретении описывается крепежная конструкция, которая может привести к необходимости внесения изменений в конструкцию существующего изобретения. Отличия от заявленного решения состоят в том, что:
Дополнительный гусеничный привод является навесным оборудованием велосипеда;
- При необходимости дополнительный гусеничный привод может сдвигаться по оси колеса позволяя продолжать движение без использования гусеницы;
- Дополнительный гусеничный привод хотя и крепится к раме велосипеда, но основная конструкция вынесена за ее пределы, что позволяет изготавливать гусеницу и ролики гусеницы различной ширины;
- Дополнительный гусеничный привод способен обеспечить наилучшее начало движения на рыхлой и жидкой поверхности за счет более широкой гусеницы позволяющей сохранять вертикальное положение велосипеда.
Технический результат заявленного изобретения состоит в создании гусеничного привода велосипеда, который имел бы возможность быстрого складывания-раскладывания для движения по разным поверхностям, имел бы низкое давление на поверхность и мог бы применяться совместно с велосипедным колесом для езды по изменяющимся поверхностям.
Технический результат достигается при помощи размещения гусеничного привода (рамы привода) на оси колеса с возможностью поворота по этой оси от положения движения по поверхности на гусеницы до положения движения на стандартном колесе. Низкое давление на поверхность обеспечивается возможностью изготовления и установки роликов гусеницы и самой гусеницы любой ширины, которая ограничивается прочностью соединений и видом рамы механизма. А возможность совместного применения может быть обеспечена поднятием гусеницы чуть выше пятна контакта колеса, таким образом, что по твердой поверхности велосипед движется на колесе, а на рыхлой поверхности когда колесо углубляется (например в снег или грязь) начинает работать гусеничный привод.
Частными случаями изготовления конструкции являются:
- Изготовление конструкции с креплением только на оси или на оси и/или раме велосипеда;
- Использование дополнительных крепежных элементов конструкции;
- Изготовление конструкции с увеличенным или уменьшенным числом приводных роликов или роликов гусеницы;
- Изготовление конструкции, не имеющей связи с осью колеса;
- Изготовление конструкции с применением плавающего режима гусеницы при котором может изменяться положение конструкции относительно оси при преодолении рельефа местности;
- Изготовление конструкции с иным способом передачи усилия между элементами.
Краткое описание чертежей:
Фиг. 1 - Общий вид на велосипед с установленным дополнительным гусеничным приводом;
Фиг. 2 - Увеличенный вид на установленный дополнительный гусеничный привод;
Фиг. 3 - Дополнительный гусеничный привод велосипеда.
На изображениях дополнительного гусеничного привода велосипеда указаны следующие элементы:
1. Рама велосипеда
2. Колесо велосипеда
3. Рама гусеничного привода
4. Межрамный крепежный элемент
5. Приводные ролики
6. Ролики гусеницы
7. Гусеница
8. Пружина
9. Шестерни
Работа дополнительного гусеничного привода осуществляется следующим образом:
I. Рабочее положение. В рабочем положении рама гусеничного привода (3) опущена вниз по оси колеса (2) до положения, примерно равного горизонтальному относительно поверхности земли. Межрамный крепежный элемент (4) закреплен на оси и/или раме велосипеда, а пружина (8) подтягивает раму привода (3) к колесу (2). Причем межрамный элемент (4) и пружина (8) не являются обязательными элементами конструкции, поскольку рама привода (3) может иметь необходимую для крепления конструкции в своем теле. Далее, поскольку рама привода (3) подтянута к колесу, то приводные ролики (5) вступают в контакт с колесом (2), таким образом, что вращение колеса (2) обеспечивает вращение приводных роликов (5) в обратную сторону. Приводные ролики (5) путем применения шестерен (9) или цепей, приводных ремней, тяг и т.д. передают вращение и крутящий момент роликам (или ведущему ролику гусеницы) гусеницы (6), вращение которых вызывает движение гусеницы (7) в направлении, равном направлению вращения колеса (2) благодаря чему обеспечивается движение велосипеда на гусеничном приводе.
II. Нерабочее положение. Во внерабочем положении рама привода (3) по оси колеса (2) поднимается в положение неравное горизонтальному таким образом, чтобы части гусеничного привода не касались земли или дорожной поверхности и закрепляется в таком положении. Причем гусеничный привод в таком положении может совершать работу в холостом режиме (если контакт приводных роликов (5) с колесом (2) сохраняется) или быть полностью обездвиженным (если благодаря регулировкам, перемещению рамы привода (3) дальше от оси колеса (2) с применением межрамного крепежного элемента (4), пружины (8) или при помощи других устройств, приборов, креплений приводные ролики (5) удалены от колеса (2)).
Особенности конструкции:
1. Дополнительное крепление на раме. Поскольку основная зона крепления конструкции гусеничного привода находится на оси колеса (2), то даже несмотря на то, что крепление в этом месте может включать в себя элемент рамы велосипеда (1), возможен проворот конструкции по оси колеса (2). Для того, чтобы избежать этого возможно использование дополнительных крепежных приспособлений, которые позволят создать крепкую конструкцию. Однако, для избегания расположения крупных элементов и повышения сложности конструкции следует рекомендовать ограничиться частью рамы велосипеда (1) которая непосредственно связана с креплением колеса (2).
2. Покрытие приводных роликов (5). В зимнее время возможно обледенение элементов конструкции, что может привести к проскальзыванию элементов при работе. Особенно этого важно избежать на приводных роликах (5) которые контактируют с колесом (2) при помощи упора колеса в них, т.е. при их обледенении колесо может начать проскальзывать. Для избегания этого возможно применять особое покрытие приводных роликов (5) с применением резиновых материалов, нанесением пупырышек, шлицов, канавок.
3. Применение плавающего режима. Следует обратить внимание на то, что при проезде рельефа местности (горок, холмов, искусственных неровностей) возможна обширная потеря контакта гусеницы (7) с дорогой, поскольку в этом случае обеспечивать движение будет часть колеса или часть гусеницы. Чтобы этого избежать и обеспечить стабильную работу конструкции можно обеспечить так называемый плавающий режим работы конструкции, при котором рама (3) или часть рамы будут иметь возможность отклоняться от изначально заданной плоскости в зависимости от наклона поверхности. Обеспечить такую возможность можно при помощи свободного хода конструкции на определенный угол в месте крепления к раме велосипеда (1), или в другом месте с помощью шарниров, пружин или тяг.
4. Возможность совместного применения гусеничного привода с колесом. Может возникать ситуация, когда тип дорожной поверхности часто меняется. Такое может происходить, например, зимой, когда на заснеженной дороге встречаются участки, под которыми расположена теплотрасса, а также когда необходимо преодолеть очищенную автомобильную трассу двигаясь между местными населенными пунктами. В этом случае конструкция может быть изначально изготовлена или отрегулирована таким образом, что нижний край колеса (2) при виде сбоку будет чуть ниже, чем нижний край гусеницы (7). Таким образом, на твердом покрытии будет обеспечивать движение колесо (2), а на сложных участках колесо будет утопать в грунт или снег и движение будет обеспечивать гусеница (7).
5. Ограничение ширины рамой механизма. Несмотря на то, что существенных ограничений по ширине используемых роликов гусеницы
(6) и самой гусеницы (7) нет, следует учитывать, что крепление конструкции к раме велосипеда (1), которая имеет определенный размер, приводит к необходимости усложнять конструкцию рамы гусеничного привода (3), которая в простейшем варианте имеет прямые стенки, с промежутком примерно равным ширине рамы велосипеда (1). Увеличение рамы (3) приведет к сложности производства конструкции в целом, увеличению веса конструкции, но возможно в случаях, когда велосипед используется в сложных дорожных условиях.
6. Начало движения в сложных условиях. Как правило, при начале движения на велосипеде человек делает легкий толчок вперед, после чего уже начинает вращать педали. В сложных условиях (на грязи, в снегу) сделать такой толчок может быть сложно, поэтому особое значение имеет вертикальная устойчивость велосипеда, которая может быть достигнута в рамках данного изобретения при помощи ширины и плоскости гусеницы (7). Следует полагать, что колесо, имея округлую форму шины (в разрезе) имеет больше шансов к тому, чтобы велосипед наклонился на бок. Гусеница (7) являющаяся плоской (в разрезе) имеет большую устойчивость, которая повышается с увеличением ее ширины.
7. Применение подшипников и втулок. В зависимости от типа крепления рамы привода (3) или межрамного крепежного элемента (4) к велосипеду может различаться и способ, благодаря которому обеспечивается переход конструкции в рабочее или нерабочее положение. В некоторых случаях в конструкцию могут быть внесены подшипники или втулки для облегчения перемещения конструкции по оси с целью принятия нового положения. Их наличие будет также способствовать отсутствию необходимости откручивать (ослаблять) крепления конструкции для ее перемещения.
8. Шестерни. В конструкции указывается передача крутящего момента, вращения и усилия с приводных роликов (5) на ролики гусеницы (6) при помощи шестерен. В целом шестерни не являются обязательным элементом и могут быть заменены тягами, цепным приводом, ременным приводом, магнитной связью и т.д..
9. Пружины. Пружины (8) предназначены в указанной конструкции для подтягивания рамы привода (3) к межрамному крепежному элементу (4) и для создания более плотного контакта между колесом (2) и приводными роликами (5). Данные задачи могут выполняться как пружинами растяжения, так и другими элементами в зависимости от применяемой конструкции крепления. Это могут быть пружины сжатия, газовые пружины, тросики которые подтягивают конструкцию с помощью мышечного усилия человека и т.д. Кроме того, возможен и полный отказ от таких элементов в случаях, когда конструкция гусеничного привода изначально изготавливается таким образом, чтобы обеспечивать надежный контакт колеса (2) с приводными роликами (5).
10. Регулировка положения конструкции. Положение конструкции может обеспечиваться различными элементами. Например, простейший способ крепления - использования гайки крепления колеса, которая будет раскручиваться вручную и ослабляться при необходимости перемещения конструкции. Могут применяться и специализированные приспособления для крепления колеса, которые позволят вывести конструкцию из зацепления без необходимости воздействия на крепление колеса (2). Таким образом, выведя конструкцию из зацепления или ослабив крепления можно переместить раму привода (3) по оси колеса (2) в нужное положение в зависимости от преодолеваемой местности.
11. Ролики гусеницы и приводные ролики. В зависимости от ситуации вместо словосочетаний Ролики гусеницы или приводные ролики в такой же конструкции могут быть использованы названия катки гусеницы, промежуточные ролики, промежуточные катки и т.д.
Решению описанных ранее задач способствует крепление конструкции на оси колеса с возможностью поворота, возможность применения роликов гусеницы и гусеничной ленты любого размера и возможность регулировки высоты расположения конструкции таким образом, чтобы на твердых поверхностях движение обеспечивало колесо, а на мягких гусеница.