Головний лісничий герцога Баден-Вюртембергського Карл Фрідріх Драйс барон фон Зауербронн (1785–1851) отримав патент на двоколісний велосипед у 1817 році. Після того як 12 липня 1817 Драйс на своїй машині проїхав за годину 15 кілометрів, велосипед увійшов в моду. І тут же винахідники Старого та Нового Світу почали наввипередки змагатися в удосконаленні двоколісного «костотряса». До кінця XIX століття, коли велосипед уже мав сучасні форми, велоконструктори встигли одержати кілька десятків тисяч патентів. Однак цей процес, незважаючи на його безглуздість, продовжується і зараз, у XXI столітті. При цьому патентуються не лише курйозні моделі велосипедів, а й цілком прогресивні машини, що мають незаперечні переваги в порівнянні з канонічним двоколісним пристосуванням для їзди за допомогою м'язових зусиль

Два колеса – багато!

Колись у цирку була популярна їзда на одноколісному велосипеді, що вимагає від артистів чималої вправності, оскільки дана конструкціядуже нестійка. Зараз, у зв'язку зі зростанням популярності екстремальних розваг, акробатом став щонайменше кожен п'ятий хлопець. У зв'язку з цим такі самі, як і в цирку, монопеди, щоправда, з сідлом, а іноді і з кермом, з'явилися в широкому продажу. І екстремали використовують їх для таких розваг, як, наприклад, змагання з підкорення Ейфелевої вежі. Зрозуміло, піднімаються вони сходами, а чи не по зовнішньому боці вежі.

Однак виявилося, що і одноколісної конструкції цілком можна надати значної стійкості і застосувати її для поїздок аж ніяк не спортивних і далеко не молодих людей. Винахідник Олег Маханьков забезпечив серійне велосипедне колесо чотирма металевими пластинами. Дві їх постійно паралельні землі. Дві інші, завдяки шарнірам та пружинній підвісці, змінюють кут нахилу в залежності від рельєфу дороги, швидкості їзди та положення тіла наїзника. До верхньої паралельної пластини кріпиться вісь колеса, до нижньої – рама сідла. Це призводить до того, що центр тяжкості конструкції суттєво зміщений вниз, у зв'язку з чим досягається прийнятна стійкість. При їзді по вибоїнах за рахунок продуманої системи амортизації вершник, незважаючи на рельєф, рухається строго в горизонтальній площині.

Існує і принципово інше розташування велосипедиста щодо колеса - він знаходиться всередині, примостившись на невеликому сидінні, обертаючи педалі та керуючи дивовижною конструкцією за допомогою звичайного керма. Качення зовнішнього колеса діаметром 1, 74 метри здійснюється за рахунок нейлонових роликів. Велосипедист "дереться" на передню частину колеса за допомогою педалей, пов'язаних з фрикційною передачею. Така конструкція також стійка завдяки низькому центру тяжіння. Правда, при гальмуванні виникають проблеми: у цей момент необхідно відхилитися назад, оскільки за рахунок інерції сідока може крутнути так, що він виявиться ногами нагору, головою вниз. Коли ж відбувається екстрене гальмування, спрацьовують висувні «лапи» з роликами на кінцях Вони запобігають перекиду.

Такі велосипеди серійно випускаються у Китаї. Щоправда, винайдено вони бразильцем Тіто Лукасом Оттом (Tito Lucas Ott). Та й не велосипед він винаходив, а моноцикл із двигуном внутрішнього згоряння. Нещодавно його винахід, у реалізації якого раніше багато хто сумнівався, було використано як прямо — у США налагоджено випуск бензинових моноциклів, так і з розрахунком на силу м'язів ніг. І тут ініціативу захопили китайці, у яких сумарна сила м'язів величезна, а з бензином та моторами набагато гірша.

З певною натяжкою можна назвати велосипедом конструкцію, створену американцем Брюсом Макленнаном Блеквеллом (Bruce MacLennan Blackwell), оскільки винахідник забезпечив маленьке колесо діаметром 25 сантиметрів електромоторчик, що працює від акумулятора. Ні сідла, ні керма повороту моноцикл не має. Людина просто встає на дві підніжки, розташовані з обох боків від колеса, і їде. Управління здійснюється за допомогою відхилення тіла потрібний бік. Для збільшення швидкості треба відхилитися вперед, для гальмування назад. Проблема підвищення стійкості моноцикла вирішена за допомогою високошвидкісного гіроскопа. Вирішена достатньою мірою, оскільки Блеквелл, не будучи еквілібристом, досі не тільки не зламав жодної кістки, а й не нажив синців.

Мінімалісти

В зв'язку з тим що великі містасвіту страждають від перевантаженості транспортних артерій, останнім часом стала актуальною проблема створення компактних складних велосипедів. На них можна дістатися найближчої станції метро, ​​а потім, провезши велосипед під землею, доїхати до місця роботи. В Англії створено велосипед, який можна скласти за 30 секунд і, що найголовніше, сховати його в чемодан, щоб не стирчали кермо та педалі. Поки що цей винахід лондонці не змітають з прилавків, а сприймають лише як гру блискучого розуму.

Ще компактніший велосипед сконструював Клайв Сінклер (Clive Sinclair), відомий винахідник, який свого часу створив популярний комп'ютер Spectrum. Його велосипед, який отримав назву A-Bike, за двадцять секунд укладається в кейс. У розібраному стані він нагадує букву А (звідси й назва — A-Bike). При цьому ця малюк здатна витримувати 120-кілограмового сідока і дозволяє пересуватися зі швидкістю 24 км/год. Зменшити вагу велосипеда до 5 кілограмів вдалося за рахунок того, що більшість його деталей виготовляється із пластику.

Модель Сінклера породила ефект змагання. Складні портативні велосипеди почали випускати у Франції, Японії та Америці. Безперечно, такий засіб пересування був би дуже корисним і в Москві, незважаючи на те, що столичний уряд судорожно накручує навколо Кремля все нові та нові транспортні кільця.

Найменший і легкий велосипедик зробив електромонтер із Польщі Збігнєв Ружанек. Він важить лише 1,5 кілограма. Діаметр переднього колеса – 11, а заднього – 13 міліметрів. Велосипед усім хороший за винятком того, що він не має абсолютно ніякої практичної користі. Ружанек зробив його виключно для того, щоб потрапити до книги рекордів Гіннесса. Бравий електрик проїхав на своєму кволому апараті 5 метрів, прославився на весь світ, на тому заспокоївся.

Друзі парадоксу

Є винахідники, які блискуче доводять, що механіка обіцяє нам ще чимало відкриттів дивовижних. До таких належить фізик-ядерник Юрій Макаров. Вийшовши на заслужений відпочинок, він застосував свій інтелектуальний потенціал для винайдення принципово нових конструкцій велосипедів. В одній з його моделей педалі обертаються... зворотний бік! Здавалося б, робота відбувається та сама, проте в ній беруть участь інші групи м'язів, сильніші. Тому на велосипеді Макарова можна розвивати велику швидкістьпри тих самих зусиллях. В іншій моделі встановлена ​​коробка автоматичного перемиканняпередач, а велосипедний ланцюг є листом Мебіуса, що дозволяє помітно збільшити ККД механізму. Є модель-«важковоз», за допомогою якої винахідник-пенсіонер буксирує мікроавтобус та перевозить 100-кілограмові вантажі.

На Московському міжнародному салоні промисловості Макарова нагородили Великою золотою медаллю "Архімед-99". Його велосипед експонувався на виставці техніки майбутнього у Мілані. Цим усе закінчилося. Вітчизняні велосипедобудівники впроваджувати у виробництво машину Юрія Олексійовича категорично відмовилися, вважаючи, що це майбутнє в нинішньому столітті не настане.

Інженер із Барнаула Геннадій Васильєв за свій велосипед отримав ще більш високу нагороду. Золоту медальМіжнародної женевської виставки винаходів за номінацією "механіка". Ця нагорода особливо цінна, оскільки 15 останніх роківу цій номінації лауреати не призначалися.

Велосипед Васильєва здатний розвивати швидкість 75 км/год. При цьому педалі крутити не треба, вони здійснюють лінійні поворотно-поступальні рухи. Секрет настільки високої ефективності механізму у тому, що у ньому застосований «принцип юли». Пригадаємо, як у роки нашого золотого дитинства ми розкручували юлу до позамежних швидкостей, дзиґа набувала властивостей гіроскопа. Така передача давно відома в машинобудуванні, і називається вона шарико-гвинтовою. Умовно кажучи, вона є «розбовтаною» парою гвинт-гайка, проміжки між якими заповнені кульками. Якщо зверху тиснути на гвинт, гайка починає обертатися. При цьому винахідник не сліпо скопіював відому передачу, а модернізував її, так що можна говорити про «передачу Васильєва».

У Женеві на "нового Кулібіна" обрушилася лавина пропозицій від іноземних фірм про співпрацю. Йому сподобався бельгійський машинобудівний концерн. Однак незабаром у Васильєва виникло відчуття, що компаньйони мають намір, як кажуть у російських ділових колах, кинути його. І він повернувся додому, щоб впровадити свого диво-коня в російське виробництво. Проте батьківщина зустріла Васильєва непривітно. Вже чотири роки він намагається знайти порозуміння у різних інстанціях.

А велосипед Федора Сичова з Набережних Човнів дозволяє без значних фізичних витрат підніматися на гору. Це досягається за рахунок використання кривошипно-шатунного механізму з великим важелем. І в нього така сама історія з впровадженням винаходу у виробництво. Можна припустити, що наша країна має переважно рівнинний рельєф. У країнах Закавказзя, а тим більше, у Непалі йому ціни не було б.

А ось канадські виробники велосипедів, компанія Ktrak Cycle, подбали про велосипедистів на славу. Відомо, що зима в Канаді не менш сніжна, ніж, скажімо, у Сибіру. А по кучугурах і льоду на велосипеді кататися не надто весело. І тоді дотепні канадці замінили переднє колесолижів, а заднє - гусеничним приводом. Конструкція досить проста, і обтяжує велосипед лише на два з половиною кілограми. Тим не менш, удосконалений таким чином велосипед без особливих проблемїде не тільки снігом, але й піском — що також непросто для звичайних «байків». Затребуваність винаходу виявилася такою, що вже на виставці Interbike, де новинка вперше була представлена ​​публіці, знайшлося чимало охочих придбати цю систему. Головна ж цінність пакету Ktrak в тому, що вам не потрібно купувати новий велосипед: достатньо переобладнати гірський великий, що вже є в наявності. А навесні ви знову поставите на нього колеса, і, як ні в чому не бувало, поїдете улюбленими ярами і перелісками.

Дуже корисну модель велосипеда вигадали в американському університеті Пердью (Purdue University). Велосипед має два задніх коліса, які у нерухомому стані розташовуються під кутом один до одного, з'єднуючись вгорі і розходячись внизу. За рахунок цього виходить стійкий триколісний велосипед, на який легко сідає і починає крутити педалі дитина або не навчений їзді «чайник». У міру збільшення швидкості та набуття велосипедом інерційної стійкості задні колесаз'єднуються в єдине колесо. При зупинці відбувається зворотний процес- Колеса внизу «розчепіруються».

На арені ексцентрики!

У цій номінації у нас всього два чарівники велосипедобудування. Але ж яких!

Тім Пікенс (Tim Pickens), президент британської фірми Orion Propulsion, що займається розробками в галузі ракетобудування, на початку 2006 року прикріпив на свій серійний велосипед реактивний двигунякий використовується для корекції орбіти супутників. На щастя, він заправив його не ракетним паливом, завдяки чому не відлетів під хмари. Як паливо безстрашний Пікенс використав мазут, у зв'язку з чим тяги вистачило лише на те, щоб за п'ять секунд розігнати містера Пікенса лише до швидкості 100 км/год.

А кубанський пенсіонер Євген Михайлов використовує для переміщення у просторі сконструйованого ним велосипеда тягу кінську. Процедура така. Михайлов садить «на облучок» велосипеда спеціально навченого коня, прикріплює до його копит педалі, і кінь починає їх крутити. І крутить так старанно, що конструкція мчить по дорозі зі швидкістю 70 км/год. Велосипедист керує машиною за допомогою керма, а піддає газу віжками. Існує коробка передач на три швидкості. Ось тільки гальма поки що відсутні. Тому що конструкторові зараз не до таких дрібниць. Він спалахнув ідеєю створити кінний аероплан того ж принципу дії. Залишається не зовсім зрозумілим, як ці експерименти дивляться кубанські захисники тварин?

Використання: як вантажний велосипед. Сутність: триколісний велосипед з двома рамами і маховиком має додатковий привід маховика, виконаний з можливістю взаємодії за допомогою електромагнітних елементів управління з основним приводом. 9 іл., 1 табл.

Винахід відноситься до вантажного велосипеда, відомий 2-місний тандем, до якого причіпляється візок, така конструкція в міських умовах не зручна через його зберігання і дуже важко з вантажем долати підйоми. Мета полегшення конструкції та можливого зберігання в домашніх умовах та перевезення по 150 кг вантажу при швидкості 30-35 км/год. Досягається це тим, що велосипед складається з двох рам, паралельно розташованих, з цільнолитими колесами, об'єднаними однією віссю, внутрішньої сторониправого колеса знаходиться маховик, насаджений на підшипник гойдання, який напресований на вісь задніх коліс, але мають окремі приводи, що складаються із зірочок різних діаметрів, що збільшують швидкість обертання по відношенню до колеса в кілька разів, на кінцях валика напресовані підшипники, на які кріпляться кінці рам . На підшипник маховика напресована також провідна зірочка, враховуючи, що маховик розвиває окружну швидкість до 700 м/с, а колеса максимум 12 м/с при наданні маховиком допомоги велосипеду, особливо при подоланні підйомів, провідна зірочка маховика з торцевого боку має зуби. Праве та ліве колеса напресовані на загальний валик, на нього насаджена провідна зірочка правого колеса із зубами назустріч зубам маховика, щоб уникнути різкого ривкапри включенні маховика здійснюється за рахунок різниці діаметрів зірочок зчеплення і самого загального валу, що оберігає від різкого ривка і не допускає збільшення окружної швидкості коліс. Керує велосипедом велосипедист, який сидить на правому колесі, має спільну раму з переднім колесом. Велосипедист, що сидить на сідлі лівого колеса, обертає педалі з веденою зірочкою, валик якого закріплений на майданчику 28, цей же велосипедист для збільшення потужності за рахунок відбору кінетичної енергії від маховика, відключає струм, що подає на електромагніт 33 від динаміки, що обертає передніх коліс пружина розтискається, штовхає завзяту шайбу, яка прикріплена до труби, всередині якої знаходиться загальний вал 9. Труба іншим кінцем із пластмаси ввинчена у провідну зірочку правого колеса, яка по шліцю зсувається вправо і зубці провідних зірочок зчіплюються. Привід маховика має для збільшення окружної швидкості крім веденої зірочки ще додатково проміжні зірочки малого і великого діаметру, насаджені на одному підшипнику гойдання, і ланцюгом "гала" передає обертання провідній зірочці маховика. П р і м е ч а н е. Підшипник проміжних зірок насаджений на валик, закріплений до рами. Привід маховика огороджений зверху щитком, а боки з одного боку огороджені правим колесом, з другого вантажним коробом, який вільно вставлений між коліс, його днище з пластмаси, а по периметру прикріплена капронова сітка, закріплена вгорі до рамки. Відливаються колеса, маховик і рами з сенталу, що містить 65% поліацену і 35% порошку магнію, такий полімер за щільністю, пружності здатний витримати повне навантаження, що припадає на вантажний велосипед при питомій вазі Р 1,21 г/см 3 . Орієнтовна вага основних деталей наведено у таблиці. На фіг. 1 показаний вантажний 3-колісний велосипед, вид збоку; на фіг.2 те ж, вигляд у плані; на фіг.3 те ж, вигляд з торця; на фіг.4 вузол колеса провідної зірочки із зубами зчеплення, вид з торця; на фіг.5 те ж, колесо, вид збоку; на фіг.6 вузол маховика, вид збоку; на фіг.7 шайба, напресована на підшипник маховика, вид збоку; на фіг.8 ліве колесо, вид збоку; на фіг.9 пристрій для підключення або відключення маховика від передачі енергії колесам, вид збоку. На фіг.1-9 прийняті наступні позначення: 1 заднє праве колесо , 2 заднє ліве колесо, 3 переднє колесо, 4 маховик, 5 вантажний короб, 6 підшипники хитання, 7 підшипник хитання маховика, 8 провідна зірочка маховика, 9 вал задніх коліс, 10 провідна зірочка маховика, 11 проміжні зірочки 1 правого колеса, 13 провідна зірочка лівого колеса, 14 провідна зірочка правого колеса, 15 провідна зірочка лівого колеса, 16 ланцюг "Гала", 17 права рама, 18 завзята трубка, вкручена в провідну зірочку правого колеса, 19 пружина подачі, 2 упорна шайба, що стискає пружину, 21 педаль лівого колеса, 22 педаль правого колеса, 23 шайба, насаджена на підшипник маховика, із зубами зачеплення, 24 зуби провідної зірочки колеса, 25 зуби зачеплення вузла маховика, 2 кермо, 2 для кріплення тримача і педального валика, 29 капронова сітка, 30 днище короба, 31 повідець від упорної шайби, 32 якір, 33 електромагніт, що вільно сидить на валу, 34 утримують шайби електромагніт. Особливістю винаходу є його легкість, надання маховиком допомоги велосипедистам при подоланні підйомів, що не вимагає рідкого палива, як вимагають мопеди або мотоцикли. По закінченні перевезень короб виймається, складається і для нього легко знайти місце для зберігання, ліве колесо також відокремлюється від правого колеса, такого велосипеда поки що аналога немає. Робота велосипеда. Велосипедист, який сидить на правій рамі, керує велосипедом, а рух проводиться одночасно двома велосипедистами шляхом кручення педалей 21 і 22, обертаючи цим зірочки 12 і 13, а зірочка 10 обертає проміжні зірочки 11 і 14, передаючи метою "Гала" обертання зірок пристрій приводу маховика створює значну окружну швидкість, не впливаючи на обороти задніх коліс. Обертання маховика вільне до тих пір, поки велосипедист, що сидить на лівій рамі, не включить струм, який виробляє динамо, що обертається переднім колесом, від чого електромагніт 31 притягне якір 32, а цим він стисне пружину 19 і одночасно притягне за собою шайбу 20, яка з'єднана з трубкою з пластмаси, всередині цієї трубки проходить вал, що з'єднує задні колеса, інший кінець цієї трубки ввинчений у провідну зірочку правого колеса, в такому положенні маховик з колесом роз'єднані і кожен з них має свої окружні швидкості, при знеструмленні електромагніту пружина випрямляється, зсуває шайбу, яка своєю трубкою рухає по шліцях повітряну зірочку 16 правого колеса, яка має зуби в бік маховика, при цьому її зуби зайдуть за зуби зірочки маховика 8, чому маховик почне передавати кінетичну енергію колесам, які, маючи різні діаметри зчеплення зірок 9, при зроблять різкого ривка, а окружна швидкість коліс трохи збільшиться. Привід маховика обгороджується зверху щитком, а боки з одного боку обгороджуються правим колесом, з іншого вантажним коробом, на його периметрі натягнута капронова сітка, відливаються колеса, маховик і рами з легких матеріалів, у тому числі з сектила, що містить 65% поліацену і 35% порошку магнію, такий полімер по щільності, пружності здатний витримати повне навантаження, що припадає на вантажний велосипед, загальна вага без вантажу становитиме максимум 20 кг. Економічний результат. Вказана конструкція вантажного велосипеда призначена для перевезення с.г. продукції з присадибних ділянок та міськими жителями або дрібними фермерами, заощаджуючи гроші на поїздки приміським поїздомабо автобусами, а також заощаджуючи кошти на придбання бензину. Його особливість полягає в тому, що він не вимагає окремо складського приміщеннячерез те, що він легко розуміється і зберігати його можна на балконі або лоджії.

ФОРМУЛА ВИНАХОДУ

ТРІХКОЛІСНИЙ ВЕЛОСИПЕД З ДВОМА РАМАМИ І МАХОВИКОМ, що містить колеса і привід, виконаний у вигляді веденої зірочки, пов'язаної за допомогою ланцюгової передачі з провідною зірочкою, встановленої на осі колеса і проміжною зірочкою, і маховик, вільно встановлений на осі поза колеса , відрізняється тим, що він забезпечений приводом маховика, виконаним у вигляді провідної зірочки розміщеної на підшипнику маховика, веденої зірочки, встановленої на осі веденої зірочки, і проміжної зірочки з електромагнітними елементами управління, встановленими на осі колеса для взаємодії провідної зірочки маховика з провідною підпр колеса, що встановлена ​​на шліцях.

мережа змінного «ока як баластних, що замінюють резистори, але тоді вони не за^жаються, а пеоеээряжаюгся 100 разів на секунду, а запасена конденсатором енергія використовується в зовнішньому ланцюзі

Але якщо в рукоятку сковороди відмінювати іонісгор - конденсатор з подвійним електричним шаром, - а в дні розмістити нагрівальний елемент, то таке «диво* може стати реальністю

Справа в тому, що питомий заряд і очисторів в десятки тисяч разів перевершує заряд звичайних конденсе-тоэев, і вони все ширше застосовуються як накопичувачі енергії в найрізноманітніших пристроях, навіть грають роль сгартерних акумуляторів в автомобілях. Так що зі шматком м'яса або котлетами впораються запросто.

Велосглон

ВЕЛОСИПЕД З МАХОВИКОМ

"Я любитель швидкої їздина велосипеді, але ставити двигун на свій байк не хочу - і зовнішній виглядпор-тит і шумить сильно, - пише наш постійний читач Єгор Масальський е Орска. — Ось я й вигадав вихід: що, якщо поставити на велосипед маховик? Маховий двигун безшумний, його легко сховати під гарним кожухом. Маховик можна розкручувати вдома, перед ви-еадом на провулку, а в поїздці заряджати його при спуску з гірки*.

Ідея маховичного (інерційного) двигуна відома В Англії було навіть побудовано досвідчений зразок троле!i6yca, маховик якого розкручувався на зупинках від вуличної електромережі. Є минулим

номері нашого журнапу, у спецвипуску «Крок у майбутнє»» ми описували () роботу школяра е С тегута Дмитра Ковальова, який не тільки підклав ідею інерційного автобуса для перевезення пасажирів е Сургута до селища Федоровський але розрахував параметри, якими повинен мати маховичний рух. iДо речі, пропонуємо і Єгору повернутися до своєї ідеї і прикинути якими чисельними параметрами - масою, розмірами та швидкістю - повинен мати велосипедний маховичок)

У інерційних приводів багато привабливих властивостей - великий запас енергії, безшумчосто роботи, чистота, але є і недоліки. Головний - стримує широке їх застосування в техніці - це складний привід від маховика до роздавального валу. Адже маховиг обертається з постійною величезною швидкістю, і жорстке зчеплення, нагример шестерні, не піде, а фрикціони часто ropw і неекономічні, переводять багато енергії в тепло. До речі, велосипедний маховик легко підключати до колеса. Достатньо між колесом і маховиком ввести передвточний ролик, як показано на малюнку. Механізм цей теж далекий від досконалості, але про - і цілком функціональний, на відміну від пропонованого Єгором хроніка і зірочок.

Це могло б зробити ідею Єгора здійсненною. Але, на жаль, не лише у механіці справа. Оцінюючи ідею Єгора Масальського як цікаву, експерти ПБ згадали про так званий гіроскопічний ефект.

Винахід відноситься до транспортним засобам, що акумулює енергію в маховику. Велосипед має привід, з'єднаний з провідним колесом (2) та з маховиком (8), який має пружинну підвіску (19) з можливістю притиску маховика (8) до ведучого колеса (2). При цьому провідне колесо (2) своїми фланцями (6) встановлено на підшипниках (7) на рамі (1), а маховик (8) встановлений на двоважільний маятник (10) всередині ведучого колеса (2) з можливістю притиску маховика (8) до внутрішньої поверхні обода (3) колеса (2). Технічне рішенняспрямовано забезпечення періодичної, через короткі проміжки часу, передачі частини накопичуваної енергії від маховика на провідне колесо. 12 з.п. ф-ли, 7 іл.

Винахід відноситься до машинобудування і може бути використане на різних транспортних засобах, велосипедах, інвалідних візках.

Відомі транспортні засоби, в яких акумулюється механічна енергія, а потім передається на колесо транспортного засобу. Рекуператор має вигляд стрічкової пружини (UA 2097248, 1997). У US 4037854, 1977 р. розкритий привід велосипеда, з'єднаний з ведучим колесом і з маховиком, що має пружинну підвіску з можливістю притиску маховика до ведучого колеса. У JP 08-169381, 1996 р. розкрито маховик, частини якого мають можливість притиску до внутрішньої поверхні вихідної ланки. У US 2588681, 1951 р. розкритий привід, в якому важка куля за допомогою важеля піднімається всередині порожнього циліндра, а потім прагне привести його обертання за допомогою своєї маси. Далі порожнистий циліндр передає обертання колеса, всередині якого він розташований.

Створення двигунів, рушіїв та інших пристроїв для отримання нетрадиційних видівмеханічної енергії, її відтворення, акумулювання та використання є важливими напрямками у розвитку та вдосконаленні динамічних, малогабаритних та доступних транспортних засобів. У пропонованому велосипеді з інерційним рушієм, що приводиться в дію м'язової силою людини, або приводним двигуном, робоче тіло, виконане у вигляді тонкостінного циліндричного кільця і ​​розташоване на хрестовині, при обертанні створює та накопичує кінетичну енергію моменту інерції обертання цього робочого тіла. Частина енергії, що накопичується періодично, через короткі проміжки часу, робочим тілом передається на провідне колесо велосипеда і викликає його поступальний рух.

Заявлений велосипед має привід, з'єднаний з ведучим колесом і з маховиком, що має пружинну підвіску, з можливістю притиску маховика до ведучого колеса, і характеризується тим, що ведуче колесо своїми фланцями встановлено на підшипниках на рамі транспортного засобу, а маховик встановлений на двоважільний маятник колеса з можливістю притиску маховика до внутрішньої поверхні обода колеса.

Маховик, встановлений усередині ведучого колеса з утворенням інерційного рушія, має робоче тіло, виконане у вигляді тонкостінного циліндричного кільця, закріплене на хрестовині, встановленій на валу, що базується на підшипниках у важелях маятника.

Двохважільний маятник одними кінцями важелів встановлений на підшипниках осі педалей, а на інших кінцях важелів маятника встановлений на підшипниках вал з маховиком, які мають зміщення щодо осі педалей на невеликий кут.

Маховик за допомогою двох пружин має можливість перебувати у підвішеному стані, за винятком торкання маховика із внутрішньою поверхнею ведучого колеса.

Внутрішня поверхня обода колеса та зовнішній периметр робочого тіла маховика покриті фрикційним складом.

Колесо складається з обода, бічних дисків з фланцями під опорні підшипники, при цьому з одним із фланців з'єднана зірочка з муфтою вільного ходу.

На обід колеса розташовані дві та більше велосипедних шин.

Маховик, встановлений усередині ведучого колеса з утворенням інерційного рушія, має привід, що включає вісь педалей, встановлену на підшипниках, які запресовані в гнізда рами, при цьому на осі педалей встановлений на підшипниках двоважільний маятник, дві провідні зірочки і педалі однієї сторони осі з'єднана ланцюгом із зірочкою та муфтою вільного ходу колеса, а провідна зірочка з іншого боку осі з'єднана ланцюгом із парною зірочкою, встановленою на важелі маятника, яка з'єднана із зірочкою та муфтою вільного ходу валу маховика, із забезпеченням наступних можливостей:

При обертанні педалей можливості одночасного обертання колеса та маховика;

При натисканні на маятник і передачі частини енергії від маховика до колеса можливості швидше обертання колеса, причому без передачі зусилля від педалей на колесо, т.к. педалі забезпечують обертання та розкручування тільки маховика;

При обертанні педалей можливості руху з використанням інерційного двигуна, так і без використання.

Може бути встановлений двигун, який пов'язаний із приводом за допомогою ланцюга, з'єднаного з провідною зірочкою.

Переднє колесо, що керується, може бути встановлене на стійці у втулці рами, або керовані два колеса можуть бути спарені і встановлені на осі зі стійкою в задній частині велосипеда, при цьому стійка встановлена ​​у втулці на рамі, а на стійці знизу закріплений зубчастий сектор, що знаходиться в зачепленні із зубчастим сектором валу керма.

Сидіння може бути виконане поворотним.

Гальмівна колодка, що діє безпосередньо на шини колеса, встановлена ​​на пальці на рамі в зоні сидіння і з'єднана з важелем для забезпечення гальмування.

На фіг.1 зображено велосипед з приводом тільки від педалей (вид збоку).

На фіг.2 зображено цей же велосипед (вигляд спереду).

На фіг.3 зображено пристрій колеса, усередині якого знаходиться маховик.

На фіг.4 зображено велосипед з додатковим двигуном.

На фіг.5-7 зображені схеми сил, що впливають на маховик та колесо.

Пропонована конструкція транспортного засобу складається з рами 1, провідного колеса 2, інерційного рушія, приводного двигунаабо ножного приводу з ланцюговою передачею, керованого переднього або задніх коліс з кермом, гальма. Рама 1 зварена, трубчастого перерізу. Провідне колесо 2 складається з обода 3 з шинами 4 бічних дисків 5 з фланцями 6 і підшипників 7 і встановлено в гніздах 5 рами 1.

Інерційний рушій складається з маховика 8, вала 9, двоважільного маятника 10, муфти вільного ходу 11. Маховик 8 включає робоче тіло 13, виконане у вигляді тонкостінного циліндричного кільця, хрестовину 14, встановлену на валу 9 . 8, всередині ведучого колеса 2. Двоважельний маятник 10 одними кінцями на підшипниках 45 встановлений на осі 16 педалей 17, на інших кінцях маятника 10 встановлений на підшипниках 18 вал 9 з маховиком 8. Маятник 10 може повертатися відносно 19 у підвішеному положенні, виключаючи несанкціонований дотик маховика 8 з ободом 3, так як вісь вала 9 зміщена щодо осі колеса 2.

Ніжний, мускульний привід маховика 8, розташований з одного боку колеса 2, включає провідну зірочку 20, встановлену на осі 16, подвійну зірочку 21, розташовану на пальці 22 маятника 10, і зірочку 23 з муфтою 11 вільного ходу, встановлену на валу парами з'єднані ланцюгами 24.

З іншого боку колеса 2 розташований привід колеса 2, що включає зірочку 25 з муфтою 12 вільного ходу, встановлені на фланці 6 диска колеса 5 5, і зірочку 26, закріплену на осі 16, зірочки 25 і 26 з'єднані ланцюгом.

Переднє колесо 27 з кермом 28 кероване, встановлено на стійці 29 у втулці 30 рами 1, або два спарені, рульових керованих колеса 31, розташованих ззаду велосипеда на осі 32, із загальною стійкою 33, встановленої у втулці 34 на рамі 1 .

Привідний двигун 39 з'єднаний ланцюгом із зірочкою 26. Сидіння 41 поворотне. Гальмівна колодка 42 встановлена ​​на пальці 43 на рамі 1 біля сидіння 41 і з'єднана з важелем 44 при гальмуванні колодка 42 притискається безпосередньо до шин 4 колеса 2.

Робота велосипеда з інерційним двигуном. При обертанні педалей 17 зусилля передається через зірочки 20, 21, 23, ланцюг 24 і муфту вільного ходу 11 на маховик 8, одночасно через зірочки 25 і 26, ланцюг і муфту вільного ходу 12 зусилля передається на колесо 2, маховик 8, що накопичує кінетичну енергію моменту інерції обертання робочого тіла 13.

При натисканні на маятник 10 останній разом з маховиком, що обертається 8 повертається на малий кут ϕ (фіг. 5-7), періодично, на короткий проміжок часу притискає периметр робочого тіла 13 маховика 8 до внутрішньої поверхні обода 3 колеса 2 в точці А АА), що стикаються поверхні робочого тіла 13 і обода 3 покриті фрикційним складом, частина кінетичної енергії передається ободу 3 колеса 2 виникає сила Р реакції обода 3, яка викликає силу Р д поступального руху маховика 8.

Крім цього, в період контакту маховика 8 з ободом 3 колеса 2 в точці А (на лінії АА) швидкості мас точок робочого тіла 13 змінюються і на лінії контакту АА виникає миттєвий центр обертання (МЦВ) робочого тіла 13, швидкість МЦВ дорівнює нулю, ця мить проявляється момент сили М маси mcp робочого тіла 13 на плечі миттєвого радіусу R щодо МЦВ, цей момент сили М також викликає силу Р м поступального руху маховика 8. В результаті на велосипед від маховика 8 впливають дві сили поступального руху:

а) сила Р д моменту інерції обертання робочого тіла 13 маховика 8

Т=J·ω 2 · 1 / 2 де Т - кінетична енергія обертання робочого тіла 13,

a J=m·r 2 де J - момент інерції робочого тіла 13 (кг·м 2), m - маса робочого тіла 13, r - радіус робочого тіла 13, ω - кутова швидкістьобертання робочого тіла 13;

б) момент сили М маси mcp робочого тіла 13 маховика 8 щодо МЦВ,

а М=mcp R, де М - момент сили маси mcp робочого тіла 13 щодо МЦВ; mcp - маса частини робочого тіла 13, яка розташована вище за його горизонтальний діаметр; R - миттєвий середній радіусробочого тіла 13 при повороті робочого тіла 13 щодо МЦВ.

При масі m робочого тіла 5 кг і 2000 оборотів за хвилину (40000 рад в сек) робочого тіла 13 та його радіусі r, що дорівнює 0,3 м, кінетична енергія Т=9000 кг·м 2 ·рад·сек 2 .

При обертанні твердого тіла навколо осі роль маси грає момент інерції. У процесі руху велосипеда витрата енергії складе близько 3 кгм в секунду, що забезпечить швидкість руху велосипеда не менше 50 км/год. протягом 150 секунд без підзарядки (розкручування) робочого тіла 13. . На підзарядку (розкручування) маховика 8 з робочим тілом 13 до розрахункової величини числа обертів потрібно кілька секунд. Період контакту робочого тіла 13 маховика 8 з ободом 3 колеса 2 дорівнює 4-6 секунд через проміжки 8-10 секунд.

1. Велосипед, що має привід, з'єднаний з ведучим колесом і з маховиком, що має пружинну підвіску з можливістю притиску маховика до ведучого колеса, що відрізняється тим, що провідне колесо своїми фланцями встановлено на підшипниках на рамі транспортного засобу, а маховик встановлений на двоважільник колеса з можливістю притиску маховика до внутрішньої поверхні обода колеса.

2. Велосипед за п.1, який відрізняється тим, що маховик, встановлений усередині ведучого колеса з утворенням інерційного рушія, має робоче тіло, виконане у вигляді тонкостінного циліндричного кільця, закріплене на хрестовині, встановленій на валу, що базується на підшипниках у важелях маят.

3. Велосипед за п.2, який відрізняється тим, що двоважільний маятник одними кінцями важелів встановлений на підшипниках осі педалей, а на інших кінцях важелів маятника встановлений на підшипниках вал з маховиком, при цьому вал з маховиком мають можливість зміщення щодо осі педалей .

4. Велосипед по п.1, який відрізняється тим, що маховик за допомогою двох пружин має можливість перебувати у підвішеному стані, за винятком торкання маховика з внутрішньою поверхнею ведучого колеса.

5. Велосипед з п.2, який відрізняється тим, що внутрішня поверхняобода колеса та зовнішній периметр робочого тіла маховика покриті фрикційним складом.

6. Велосипед з п.1, який відрізняється тим, що провідне колесо складається з обода, бічних дисків з фланцями під опорні підшипники, при цьому з одним фланцем з'єднана зірочка з муфтою вільного ходу.

7. Велосипед з п.1, який відрізняється тим, що на обід ведучого колеса розташовані дві та більше велосипедних шин.

8. Велосипед з п.1, який відрізняється тим, що маховик, встановлений усередині ведучого колеса з утворенням інерційного рушія, має привід, що включає вісь педалей, встановлену на підшипниках, які запресовані в гнізда рами, при цьому на осі педалей встановлений на підшипниках двоважільний , дві провідні зірочки і педалі, при цьому провідна зірочка з одного боку осі з'єднана ланцюгом із зірочкою та муфтою вільного ходу колеса, а провідна зірочка з іншого боку осі з'єднана ланцюгом з парною зірочкою, встановленою на важелі маятника, яка з'єднана із зірочкою та муфтою вільного ходу валу маховика, із забезпеченням наступних можливостей: при обертанні педалей можливості одночасного обертання колеса та маховика; при натисканні на маятник і передачі частини енергії від маховика до колеса можливості швидше обертання колеса, причому без передачі зусилля від педалей на колесо, т.к. при цьому педалі мають можливість забезпечення обертання та розкручування тільки маховика; при обертанні педалей можливості руху з використанням інерційного двигуна, так і без використання.

9. Велосипед з п.1, який відрізняється тим, що встановлений двигун, який пов'язаний з приводом за допомогою ланцюга, з'єднаного з провідною зірочкою.

10. Велосипед з п.1, який відрізняється тим, що кероване переднє колесо встановлене на стійці у втулці рами.

11. Велосипед за п. 1, який відрізняється тим, що керовані два колеса спарені та встановлені на осі зі стійкою в задній частині велосипеда, при цьому стійка встановлена ​​у втулці на рамі, а на стійці знизу закріплений зубчастий сектор, що знаходиться в зачепленні із зубчастим сектором. валу керма.

12. Велосипед з п.1, який відрізняється тим, що сидіння виконане поворотним.

13. Велосипед з п.1, який відрізняється тим, що гальмівна колодка, що діє безпосередньо на шини колеса, встановлена ​​на пальці на рамі в зоні сидіння і з'єднана з важелем для забезпечення гальмування.

Схожі патенти:

Винахід відноситься до виробництва спортивного та прогулянкового спорядження і може бути використане при створенні нових моделей тренажерів та снарядів-аналогів: велосипедів, самокатів, роликових ковзанів, лиж, снігоходів, снігокатів, ковзанів, буєрів, веселих човнів, байдар, каное.

Винахід відноситься до предметів, що задовольняють життєві потреби людини, і може застосовуватися як спортивний снаряд для розвитку координації рухів, реакції, м'язів ніг та спини, переважно у дітей та молоді, як засіб розваги дорослих та дітей у місцях організованого відпочинку (у санаторіях, туристичних базах , парках культури) та як спортивний снаряд та засіб пересування для інвалідів з різними ураженнями рухової системиале для випадків, коли інвалід може виконувати присідання.

Група винаходів відноситься до варіантів м'язового приводу. Привід за першим варіантом містить педалі або рукоятки і крутильну пружину, яка з одного кінця з'єднана з навантаженням, наприклад з рушієм, а з іншого кінця з'єднана з обгінною муфтою, закріпленою в станині, і ще однією або декількома обгінними муфтами, з'єднаними з педалями або рукоятками. Всі обгінні муфти допускають обертання другого кінця пружини лише в один бік. Привід другого варіанту містить педалі або рукоятки, з'єднані з компресором, який з'єднаний з ємністю, з'єднаною з пневмодвигуном. Вихід газу із пневмодвигуна спрямований на вхід компресора через проміжну еластичну ємність. Забезпечується отримання максимального ступеня перетворення м'язової енергії на виконану роботу. 2 н. та 7 з.п. ф-ли, 4 іл.

Винахід відноситься до транспортних засобів, що акумулюють енергію в маховику