Веломобиль

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИА ЛИСТ ИЧЕСНИРЕСПУБЛИК(19) В 62 М 1 САНИЕ ИЗОБРЕТЕ причем дополнител го барабана связ куператора через звенный планетар мозом а ручной колесо представл лесо ведущеью пневмореное но с о пра й м яемыи треханизм с .торривод на ведущ ои установленет ечэ о е с осевои подвижн ь тулки, чер анные с ко но расположенном в спиральные пружины сом и через управл муфты - с ведущими передачи, а другое лесо связано с ось 4 з,п, ф-лы, 9 ил. алу свмые кулачковые ивами ременнои полнительное к генератор ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ К АВТОРСКОМУ СВИ ТЕЛЬСТ(57) Изобретение относится к веломобилям, приводимым в действие мускульной силой человека, Цель изобретения - повышение КПД. Он имеет пневморекуператор и генератор, а мускульный привод включает в себя для каждойпары педалей установленные свободнона поперечно расположенном валу втулку со спиралевидными канавками поконцам, в каждой из которых размещентрос, связанные с соответствующейпедалью спиральную пружину для возврата втулок в исходное положение,один конец которой закреплен на втул"ке между зонами расположения укаэанных канавок, а другой - на корпусе,обгонную храповую муфту, посредствомкоторой указанные втулки связаны сустановленным на упомянутом валу ве-дущим шкивом ременной передачи, ведомый шкив, который установлен на ведущем валу трансформатора момента,ведомый вал которого связан с ведущим задним колесом. Трансформатормомента представляет собой два параллельно установленных вершинами в пртивоположные стороны полых конусныхбарабана с кольцевыми канавками, вкоторых размещен гибкий замкнутыйэлемент круглого сечения с органомего перемещения, охватывающий барабаны, Со стороны основания на валахбарабанов расположены дополнительныколеса с кольцевыми канавками каждыйТираж осударст ам изобр ква, Ж-З 536 енного ко тений и о РаушскаИзобретение относится к транспортным средствам, приводимым в действиемускульной силой человека,Цель изобретения - повышение КПД,На фиг, 1 изображен веломобиль,общий вид; на фиг. 2 - то же, видсверху; на фиг, 3 - левая половинапередаточного вала по фиг, 1, с вы, резом 1/4 части; на фиг, 4 - принципцентробежно-храпового сцепления; нафиг, 5 - правая половина передаточно го нала; на фиг, 6 - центробежно-храповое сцепление катушки с валом; нафиг, 7 - устройство правого ведущего 15конуса трансформаторного узла пофиг, 1, с вырезом 1/4 части; нафиг, 8 - устройство левого ведомогоконуса; на фиг, 9 - боковое перекатывание соединительного троса по поверхностям встречно-направленных конусных пар и фиксация в желобчатыхкольцевых углублениях,На энергетическом трубчато-поломвалу 1 набраны со скользящей посадкой 25легкие пластмассовые катушки 2, контактирующие с глянцем вала капроновыми трубчатыми вставками (на фиг.З,4, 5, 7.и 8 вставки обозначены точечной штриховкой). В торцовые углубле- ЗОния катушек вклеены стальные храповые обоймы 3 (фиг. 3-6). Из той жевысококачественной стали изготовлены средечники 4 с внешними центробежно-поворотными пластинчатыми упорами5, Внутренними отверстиями сердечники соединены с валом либо запрессованы на стальные втулки: концевая почертежу (фиг,З) левая втулка 6 и се-рединная 7 (фиг, 5 и 1) имеют капро Оновые вставки для скользящей посадки,а правая (фиг,5) прочно закрепленана валу. Конструкция катушек разборная, Отсюда в их серединных проточкахзакреплены внутренние витки возвратных ленточно-спиральных пружин 8,Аналогичные концевые полукатушки 9 стакими же возвратными пружинами пос.ажены скользящей посадкой на концевыевтулки вала, С торца в полукатушкивклеены стальные диски с боковымихраповыми зубьями О, Будучи запресованными в центровые отверстия сердечников, втулки другими концами соединены с тяговыми шкивами 11, несущимианалогичные храповики 12, ."нергетичный узел в сборе установлен на трехподшипниках в поперечном цилиндрепенале, состоящем из двух половин; корпусной 13 и съемной 14 крышки.Внешние витки катушечных спиральных пружин соединены с корпусной половиной пенала, В отдельности каждый тяговый тросс, выполненный з виде шнура 15 (основой данных гибких тяг могут служить синтетические смолы) закреплен концами в специальных отверстиях катушки и углублен в ее внешнеокружную винтовую канавку, а его середина закреплена в отверстии бобышки пластмассовой педали 16, которая несет запятник 17, опорные ролики 18 на вклеенной стальной оси и верхний загнутый носик 19 для удобства ввода в действие, Для возвратно- поступательного качания ножных педалей предусмотрена опорно-направляющая плоскость 20 с продольно-серединным ребром 21, препятствующим педалям цепляться одна за другую, Одновременно плоскость служит опорой под ноги в момент посадки-высадки людей и в качестве каркасно-кузовной связки, Передние угловые концы каждой опорной плоскости (фиг.1) несут наклонные распорные ролики 22, в окружных желобах которых проходят дополнительные к ножным педалям фиксаторные шнуры 23 обратной намотки на катушечные канавки, Имея возможность установочного смещения, ролики одновременно служат и регулирующим механизмом натяжки шнуров. Под действием катушечных возвратных пружин педали в нерабочем положении прижаты к крышке пенала, освобождая опорные плоскости для ног. Максимальное рабочее расстояние между крайне удаленной ножной педалью (фиг,2) и педалью, занимающей исходное положение около 60 см, но на этой протяженности действует любой участок, согласно росту седока и мышечной потенции его ног. Такой широкий диапазон подстройки позволяет допускать без ущерба движению автономность блоков энергетического вала.Рассчитанные на дополнительную мышечную энергию рук полукатушки не имеют дополнительных фиксаторных шнуров: для бокового зацепления со шкивами силовая смотка тяговых шнуров 24 с полукатушек происходит под углом с помощью опорно-направляющих роликов 25, обеспечивающих осевое смещение, Через ряд других корректирующераспорных роликов 26 (фиг.1) шнуры139921полукатушек в итоге подведены к ручным захватам 27, расположенным по обоим сторонам правого по чертежу сиденья.С помощью клиноременных передач 28 вал и его втулки соединены посредством шкивов с широкодиапазонным трансформаторным узлом, механизмы которого держатся на стойках 29 корпуса движителя, выполненного из дюралеалюминиевого листа в виде бака-сиденья 30 с наклонной спинкой 31: передняя стенка бака при этом одновременно является корпусной половиной пенала. Швы корпуса выполнены сварными с целью образования в коробчатом сиденьи герметизированных объемов 32 под пневмонакопление, Основными деталями трансформаторного узла являют ся тонкостенные пластмассовые конуса 33, установленные в стойках корпуса попарно встречно один другому, что определяет правый и левый их ряд, Основания конусов закрыты пластмас совыми крышками 34, из центра которых выступают вклеенные в них дюралеалюминиевые оси 35: такие же оси выходят из вершин конусов, Наружная поверхность их состоит из кольцевых 30 желобчатых канавок с дублированием краевых канавок свободными со скользящей посадкой на оси приставными .колесами 36, На концах осей закреплены шкивы 37 либо механизмы. Приставное колесо в основании переднего конуса правого ряда (Фиг,7) имеет внутреннюю планетарную передачу, где ось несет солнечную шестерню 38 и концевой подшипник 39, на котором установ лено водило 40 с запрессованными в его диск осями сателлитов 41 и 42 (шестерни и водило изготовляются из стали), Коронную пластмассовую шес,терню 43 обрамляет стальной ленточный 45 тормоз 44, фиксируемый и управляемый захватом 45 поворотного рычага рекуперации 46, причем валом водила служит вал пневморекуператора 47, корпус которого закреплен на стойке крон штейнами 48, Для работы рекуператора на положении пневмодвигателя с высоким КПД (беэ охлаждения расширением) в систему пневмопитания введен электронагреватель 49. Приставное колесо 50 и вершина левого по чертежу (фиг1) ведомого конуса установлены на выходном валу генератора 51: вершина конуса на подшипнике, а колесо эа 04црессовано на вал, Генератор закреплен в отверстии стойки с помощью кольцевого обжима 52. На оси генератора также установлена катушка ручной раскрутки 53 с внутренним храповым механизмом сцепления с осью и внешними винтовыми канавками под шнуровую намотку захвата 54 (возвратная пружина здесь проходит изнутри), Поверхности левой и правой пары встречно-направленных конусов соединены резиновым жгутом 55 круглого сечения, имеющим внутренний корд (каждая пара объеДинена одним жгутом), На всех канавочно-передаточных положениях натяжение жгутов одинаково, Для стабилизации жгутов на одних и тех же передаточных отношениях конусных пар правого и левого рядов и для синхронного перекатывания их по желобчатым поверхностям применены подвижные роликовые толкатели-фиксаторы 56. Конструкция их идентична, проста. В сквозном пазу каждого челночного корпуса толкателя-фиксатора на осях установлены по два желобчатых колеса 57 на минимальном расстоянии одно от другого, В таком положении проходное отверстие для жгутов создается обра" щенными один к другому желобами. Фиксаторы соединены последовательно с учетом соответствия расстояния от центров проходных отверстий с расстоянием от одинаковых желобчато передаточных линий конусных пар: соединение шнуров 58Шнур проходит от приводного катка 59 рычага скоростей 60 к опорному блоку 61, затем через отверстия в стойках подходит к блоку 62, причем свое налравление от опорных блоков 62 и 61 шнур меняет четырежды с помощью дополнительных блочных опор (не показано). Такая кратность необходима для эффективного одновременного двухстороннего перемещения жгутов двумя парами толкателейфиксаторов в моменты поворота рычага (для наглядности схема переключения передач на фиг, 1 несколько упрощена).Концевые шкивы вторичных конусных пар соединены клиноременными передачами с полыми ступицами 63 ведущих маятниковых полуосей 64, для чего на ступицах сделаны кольцевые канавки 65. В полостях ступиц находятся концы наклонных куэовных кронштейнов- стоек, Эти концевые точки имеют внеш 13992нешаровое и внутри сферическое строение для качающихся подшипников полуосей (подшипники расположены в плоскости кольцевых канавок ступиц). Пе 5редние маятниковые полуоси проходятпод криволинейным контуром педальноОпорных плоскостей и опорной площадкой 66 переднего сиденья, С другогоконца (при выходе из корпуса) полуоси связаны с корпусом через горизонтальные шнуровые распорки, окольцовывающие в средней части натяжныхШнуров, диаметр передних полуосей ижелобчатые обоймы подшипников задних,ведущих. Вал 67 гребного винта 68установлен в уплотняющей втулке съемнЬй пластмассовой оболочки, представляющей внешний вид веломобиля,В таком конструктивном вариантемЫшечно-аккумуляторный двигательснабжен добавочным приводом на гребнрй винт, показанном на фиг. 1 и 2.ОТ двойного шкива 69 вала гребноговинта через изменяющие направление 25промежуточные колеса 70 подведеныпередаточные шнуры 71 к дополнительным свободным шкивам 72, посаженнымскользящейпосадкой на концевые осипервичных конусов трансформаторного З 0узла, При этом для сцепления посредством осевого смещения.дополнительных шкивов с основными, закрепленными на осях, те и другие снабженывклеенными в торцы стальными дисками с храповыми зубьями (при выводедополн тельных шкивов из зацепленияпоследние занимают положение, прикотором лопасти винта самоустанавливаются в горизонтальное положение), 40Для непрерывного вращения винта научастке между шкивом гребного винтаи правыми по фиг. 1 опорными колесами 70 шнур проходит скрестно,Веломобиль работает следующим образом,Пяткой стопы согнутой ноги (илиобоих ног вместе) седок цепляют ножную педаль 16 (или обе ножные педали)за верхний загнутый носик 19, накло"няет педаль и опускает стопу до упорав запятник 7 педали, На этом исходном для рабочего толчка"хода положении 73 начинается перемещение педалимышечным усилием в переднее положение 74. В зависимости от длины ног иих мышечного строения седоком будутвыбраны в этих пределах удобные места приложения силы в процессе эксплу 10 6атации, Так как начало движения связано с большими тяговыми усилиями,то при трогании с места веломобиля сданным двигателем может быть использована двойная сила одновременнодавящих на педали ног,Кинематика энергетического и трансформаторного узлов мышечного движителя следующая, Перекатываясь наопорных роликах 18 по опорно-направляющей плоскости 20, каждая ножнаяпедаль 16, соединенная с катушкой 2тяговым 15 и фиксаторным 28 шнурами,производит смотку-намотку катушкии ее поступательное вращение на валуЗубьями внутренней храповой обоймы катушка сцепляется с сердечником4 через промежуточные центробежноповоротные упоры 5 (при начальном моменте происходит неполное сцеплениес одним либо с двумя упорами, находящимися в данный момент ниже центравала). Поскольку сердечники катушекпрочно закреплены на валу или на еговтулках 6 и 7, то вращение от нихбудет передано, валу и втулкам независимо (автономно). За один проходпедали от исходного до крайне.выдвинутого положения происходит 2,5оборота катушки, а значит и вала, Приэтих оборотах тяговый шнур почти полностью сматывается сверху катушки(см. фиг, 1, правая крайняя педаль),а фиксаторный, удерживающий педальна рабочей линии, наматывается снизуна одну ее половину по тем же винтовым канавкам (отмечено точечным пунктиром), Будучи связанной со спиральной вбзвратной пружиной, каждая катушка на обратные 2,5 оборота заряжается пружиной энергией возврата(для ножных мышц это пружинное сопротивление неощутимо, а для легкойпластмассовой педали - вполне достаточно), Обратный ход самодвижущихсяпедалей зависит от положений ног седока и не влияет на вращение вала иего втулок: это свидетельствует ободностороннем рабочем ходе каждойножной педали. При освобождении педалей от ног первые автоматическиустановятся в прижимное к крышке 14положение 75 (отмечено пунктиром),Дополнительное использование мышечной энергии рук второго седокачерез захваты 27 может происходитьсовместно с ножной тягой или по желанию отдельно, причем рабочий ход7 13992 10 15 20 25 30 35 45 40 50 55 здесь тоже одностороннийПолукатушки 9 в начальный момент смотки, создающий натяжку тяговых шнуров, прижмутся в шкивам 11 и войдут с нимив храповое зацепление: дальнейшаясиловая смотка будет вращать шкивы,Так как рабочий ход предлагается наусилие при распрямлении рук, то вовремя их сгибания и обратного вращения полукатушек произойдет разъединение их со шкивами вала (его втулками), Повторные энергичные распрямления рук будут сопровождаться указанным тяговым сцеплением, По фиг,1правые ножные педали седоков связаныс вращением вала, а левые - с вращением втулок вала (эти втулки с валомне связаны ), Соответственно этомулевый и серединный шкивы 11 энергетического узла будут вращать шкивы37, а с ними первичный конус 33 левого парного ряда трансформаторногоузла, а правый шкив 11 будет вращатьшкив 37 и первичный конус 38 правогопарного ряда, Эта тяговая независимость, распределенная по полуосям,обеспечит хорошее сцепление колес сдорожным покрытием, уменьшит износпротектора шин, улучшит управляемость, Перед началом движения педомобиля с мьппечным движителем рычагскоростей 60 (фиг, 1 и 2) и рычагрекуперации 46 должны быть отведеныв крайнее заднее положение в направлении спинки сиденья 31, При этом передаточные жгуты 53 перекатятся поповерхностям обоих пар конусов вправо на приставные колеса свободногохода, разъединив ведущие (первичные)конуса с ведомыми (вторичными), Вэтом нейтральном положении (на стояночной нейтральной) крутящий моментот педально-блочного энергетическогоузла на ведущие полуоси 64 будет втрансформаторном узле разобщен, Однако если с целью накопления пневмои электропотенциала на стоянке переместить рычаг рекуперации 46 в крайнее переднее положение и начать работать педалями, то суженная захватом 45 внутри приставного колеса 36тормозная лента 44 застопорит коронную шестерню. 43 и вращение осевойшестерни 38 конусом будет перемещатьсателлиты 42 и водило 40 в окружномнаправлении, т,е, в итоге будет вращаться вал рекуператора. Посколькуприставное колесо первичного левого 10 8конуса имеет односторонний свободный ход, то в данном направлении силового потока будет вращать генератор 51 (полный оборот вала рекуператора будет произведен тремя оборотами правого конуса с усилием, достаточным для сжатия воздуха 5-7 кГ, а одним оборотом левого конуса будет произведено четыре оборота вала генератора), Начало движения происходит перемещением рычага скоростей вперед, а рычага рекуперации назад, Натяжение шнура 58 и перемещение толкателей-фиксаторов 56 постепенно перекатывает жгуты 55 по поверхностям конусных пар влево. При достижении максимальнойскорости жгуты перекатятся на левые приставные колеса (скоростную нейтральную), крутящий момент в конусных парах разобщится, а продолжающаяся работа ножными педалями при перемещении рычага рекуперации вперед будет вырабатывать электро- и пневмопотенциал указанным способом, Возобновление движения с запасенным пневмоэлектрозарядом: будет переводом рычага скоростей несколько назад для схода жгутов с приставных колес на конусные поверхности, но рычаг рекуперации в этом случае остается в прежнем положении, Одновременно с некоторым передвижением рычага скоростей назад пневморекуператор переводится на положение пневмодвигателя, работающего от нагретого сжатого воздуха, пропущенного через нагреватель 49.На нейтральном стояночном и нейтральном скоростном положениях может быть подключена ручная мышечная энергия и ручная энергия раскрутки генератора с помощью катушки 53 шнуровой раскрутки ручным захватом, Такой же ручной раскруткой происходит питание габаритных и сигнальных ламп, а также осветительных фар во время движения в темноте.При торможении используется указанный рекуператорный эффект, происходящий на нейтральных с помощью приставных колес конусных пар, Но поскольку силовой поток в этом случае будет направлен в обратном порядке от полуосей (вторичные конуса обоих конусных пар здесь будут уже ведущими), то соединительные жгуты 55 сходом с приставных колес соединят конусные пары и постепенным перекатыванием от плавного поворота рычагаскоростей слева-направо будут быстро,мягко тормозить движение, накапливаяпневмопотенциал беэ участия мышечныхдвижений, т,е, с мышечным отдыхом,Для экстренного торможения может бытьподключен фрикционный стояночный тормоз 76, охватывающий фрикционным полукольцом обе ступени полуосей 63,64. Конструкция привода Фрикциона 10проста: это пружинный упор-шток сверхним подлокотником, расположенныммежду сидениями (не показано). Такойже тормозной процесс применяется науклонах, спусках (здесь мышцы могут 15получить достаточный отдых),Поскольку устройство электронагревателя 49 и внутрикарпусная схемаПневморекуператора не раскрыты; тоНе приводится детального описания и 20Их рабаты, цель их применения - на"копление потенциала во время нерабочих (нетяговых ) режимах и использование его на ускорение совместно сМышечной энергией, Легкость, долго" 25вечность и бесшумность работы механизмов энергетического вала обусловЛены их ненагруженностью (силоваянагрузка приходится на сблокированноесостояние и воспринимается опорными 30подшипниками) и постоянной смазкойиз полости вала через специальныеотверстия в местах контакта.Формула изобретения351, Веломобиль, содержащий раму, два передних расположенных по бортам Рамы поворотных управляемых от рулевого управления, два задних расположенных по бортам рамы ведущих колеса, 40 имеющих мускульный привод, включающий в себя, установленные возвратно- поступательно педали, трассами связанные через обгонные муфты с передаточным механизмом, кинематически свя занным с ведущими задними колесами, и имеющим устройство управления, а также ручной привод на ведущие задние колеса, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышение КПД и расширения функциональных возможностей он снабжен пневморекуператором и генератором, а мускульный привод включает в себя для каждой пары педалей установленные свободно на по- перечно расположенном валу втулку со спиралевидными канавками по концам,.в каждой из которых размещен трос, связанные с соответствующей педалью спиральную пружину для .".азвратавтулок в исходное положение, одинконец которой закреплен на втулкемежду зонами расположения указанныхканавок, а другой - на корпусе, обгонную храпавую муфту, посредствомкоторой указанные втулки связаны сустановленными на упомянутом валуведущим шкивом ременной передачи,ведомый шкив которой установлен наведущем валу трансформатора момента,ведомый вал которого связан с ведущим задним колесом, трансформатормомента представляет собой два параллельно установленных вершинами впротивоположные стороны полых конусных барабана с кольцевыми канавками,в которых размещен гибкий замкнутыйэлемент круглого сечения с органомего перемещения, охватывающий барабаны, со стороны основания на валахбарабанов расположены дополнительныеколеса с кольцевыми канавками, причем дополнительное колесо ведущегобарабана связано с осью пневморекуператора через улравляемый трехзвенныйпланетарный механизм с тормозом, аручной привод на ведущее колесо представляет собой установленные с осевой подвижностью на поперечно расположенном валу втулки, через спиральные пружины связанные с корпусом ичерез управляемые кулачковые муфтыс ведущими шкивами ременной передачи, а другое дополнительное колесосвязано с осью генератора,2, Велоиобиль по п.1, о т л и ч аю щ и й с я тем, что каждая педальвыполнена в виде пластины с замкнутым верхним передним краем и скобообразным запятником и имеет ролики длядвижения по направляющим. имеющим фиксаторные элементы для троса и выполненные дугообразными для прохожденияпод ними полуосей управляемых передних колес3, Веломобиль по п,1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что корпус, в котором расположены на поперечном валу втулки, и корпус, в котором размещены трансформаторы момента, выполнены в виде сиденья водителя с наклонной плоскостью спинки, имеющей с тыльной стороны продольно расположенные стойки, в которых размещены барабаны трансформатора момента.4, ВелЬмобиль по п,1, о т л и ч аю щ и й с я тем, что органы переме 11139921щения гибких замкнутых элементов трансформаторов момента сообщены между собой тяговым шнуром для обеспече" ния одинаковых передаточных отноше .ний.5 5, Веломобиль по п,1, о т л ич а ю щ и й с я тем, что в задней час 2ти рамы за ведущими колесами расположен гребной винт, на валу которогорасположен двухканавочный шкив, вканавках которого размещены тросы,другие концы которых размещены в канавках шкивов, расположенных навалах ведущего конусов с возможностьюсвязи с этими валами, Фб гВ О гу ю 1