RU2701073C1

RU2701073C1 - Vehicle

Info

Publication number: RU2701073C1
Application number: RU2019101147A
Authority: RU
Inventors: Владимир Степанович Григорчук
Original assignee: Владимир Степанович Григорчук
Priority date: 2019-01-14
Filing date: 2019-01-14
Publication date: 2019-09-24

Abstract

FIELD: vehicles.

SUBSTANCE: invention relates to transport, particularly, to transport facilities. Vehicle comprises a tubular frame with a seat, a front controlled wheel, a back wheel with an overrunning clutch and an axle, two con-rods with pedals, rim brakes. In middle part each of wheels has two cylindrical covers with external flanges. Between the flanges of the cylindrical covers there installed is a flat ring connected to them with bolts, made of non-magnetic material and having an internal toothed rim. Inside the cylindrical covers there is a vertically installed rectangular neodymium magnet in the form of a bar having a central hole for the shaft. On the side surfaces of the neodymium magnet on one side from the top, and on the other side from the bottom there are semi-circular recesses, into which two identical flat gears with external toothed rims are inserted with a gap. Flat gears are installed so that each insert from magnetically soft iron, at rotation of flat pinions, enters inside the neodymium magnet from the pole side under action of a magnetic field, and leaves sideways in the zone where there is no magnetic field.

EFFECT: higher operational characteristics of bicycle.

1 cl, 21 dwg

Description

Настоящее изобретение относится к области транспорта и может найти применение при конструировании дорожных велосипедов с магнитными приспособлениями, создающими дополнительный вращающийся момент.The present invention relates to the field of transport and can find application in the construction of road bikes with magnetic devices that create additional torque.

Известен дорожный складной велосипед, содержащий упрощенную раму с седлом и складывающимся механизмом, переднее управляемое колесо с рулем, шарнирно прикрепленное к раме, заднее колесо с обгонной муфтой и осью, установленной на раме и имеющей малую зубчатую шестерню, цепную передачу с шатунами, педалями и большой шестерней, связанной с малой шестерней заднего колеса.A road folding bicycle is known, comprising a simplified frame with a saddle and a folding mechanism, a front steered wheel with a steering wheel hinged to the frame, a rear wheel with an overrunning clutch and an axle mounted on the frame and having a small gear gear, a chain transmission with connecting rods, pedals and a large gear associated with the small gear of the rear wheel.

(Политехнический словарь, изд. 2, гл. ред. акад. А.Ю. Ишлинский, М., Советская энциклопедия, 1980, с. 73, б).(Polytechnical Dictionary, ed. 2, Ch. Red. Acad. A.Yu. Ishlinsky, M., Soviet Encyclopedia, 1980, p. 73, b).

Недостатками известного дорожного складного велосипеда являются небольшая скорость движения, значительное усилие, которое необходимо приложить к педалям, особенно при езде по пересеченной местности, быстрая утомляемость пассажира при движении на большие расстояния.The disadvantages of the known road folding bike are the low speed, significant effort that needs to be applied to the pedals, especially when riding over rough terrain, and quick fatigue of a passenger when traveling over long distances.

Указанные недостатки обусловлены большим весом рамы, небольшим диаметром клес и конструкцией велосипеда.These shortcomings are due to the large weight of the frame, the small diameter of the clhes and the design of the bike.

Известен дорожный велосипед М.П. Налётова, содержащий раму с седлом, переднее управляемое колесо с рулем и шарнирно прикрепленное к раме, заднее колесо с обгонной муфтой и осью, имеющей малую зубчатую шестерню, два шатуна с педалями, закрепленные на оси, установленной в подшипнике рамы и выполненной заодно с большой зубчатой шестерней, которая посредством цепной передачи соединена с малой зубчатой шестерней заднего колеса, ручной привод, размещенный на руле в форме оси, установленной на подшипниках, на которой закреплены шатуны с ручками, большая зубчатая шестерня, которая посредством второго цепного привода соединена с малой зубчатой шестерней, закрепленной на оси ножного привода.Famous road bike M.P. A raid containing a frame with a saddle, a front steered wheel with a steering wheel and pivotally attached to the frame, a rear wheel with an overrunning clutch and an axle having a small gear gear, two connecting rods with pedals mounted on an axis mounted in the frame bearing and made integral with the large gear a gear, which is connected via a chain gear to a small gear gear of the rear wheel, a manual drive, located on the steering wheel in the form of an axis mounted on bearings, on which connecting rods with handles are fixed, a large gear gear, which I via a second chain drive is connected with a low toothed gear fixed to the foot axis drive.

(В.И. Дубовский, Автомобили и мотоциклы России 1896-1917 г.г., М., Транспорт, 1994, с. 135, рис. 62).(V.I. Dubovsky, Automobiles and Motorcycles of Russia 1896-1917, Moscow, Transport, 1994, p. 135, Fig. 62).

Недостатками известного велосипеда М.П. Налётова являются ограниченный угол поворота переднего колеса, невозможность установки на руле дополнительного оборудования (зеркало заднего вида, звонок, тормозные рукоятки), невозможность регулировки руля по высоте, быстрая утомляемость при движении на большие расстояния и низкая комфортность езды.The disadvantages of the famous bike M.P. A raid is a limited angle of rotation of the front wheel, the inability to install additional equipment on the steering wheel (rearview mirror, bell, brake levers), the inability to adjust the steering wheel in height, fatigue when traveling long distances and low ride comfort.

Указанные недостатки обусловлены конструкцией велосипеда.These shortcomings are due to the design of the bike.

Известно также транспортное средство, содержащее раму с седлом, переднее управляемое колесо, соединенное с рулем и шарнирно прикрепленное к раме, заднее колесо с обгонной муфтой и осью, имеющей малую зубчатую шестерню, два шатуна с педалями, закрепленные на оси, установленной в подшипнике рамы и выполненной заодно с большой зубчатой шестерней, которая посредством цепной передачи соединена с малой зубчатой шестерней заднего колеса. Обод каждого колеса прикреплен спицами к металлическому немагнитному диску, размещенному между двумя барабанами. На диске и барабанах закреплены постоянные магниты, повернутые друг к другу своими одноименными полюсами.A vehicle is also known comprising a frame with a saddle, a front steered wheel connected to the steering wheel and pivotally attached to the frame, a rear wheel with an overrunning clutch and an axle having a small gear gear, two connecting rods with pedals mounted on an axis mounted in the frame bearing and made integrally with a large gear gear, which is connected via a chain transmission to the small gear gear of the rear wheel. The rim of each wheel is attached with needles to a metal non-magnetic disk placed between two drums. Permanent magnets are fixed to the disk and drums, turned to each other by their poles of the same name.

(Патент РФ №2 412 852, опубл. 27.02. 2011, Бюл. №6).(RF patent №2 412 852, publ. 27.02. 2011, Bull. No. 6).

Известное транспортное средство по патенту РФ №2 412 852, как наиболее близкое по технической сущности и достигаемому полезному результату, принято за прототип.A well-known vehicle according to the patent of the Russian Federation No. 2 412 852, as the closest in technical essence and achieved useful result, is taken as a prototype.

Недостатками известного транспортного средства, принятого за прототип, являются сложность конструкции, большой вес магнитов.The disadvantages of the known vehicle adopted for the prototype are the complexity of the design, the large weight of the magnets.

Указанные недостатки обусловлены конструкцией транспортного средства.These disadvantages are due to the design of the vehicle.

Задачей настоящего изобретения является повышение технических характеристик транспортного средства.The present invention is to improve the technical characteristics of the vehicle.

Технический результат обеспечивается тем, что в транспортном средстве, содержащем раму с седлм, переднее управляемое колесо, соединенное с рулем и шарнирно пркрепленное к раме, заднее колесо с обгонной муфтой и осью, имеющей малую зубчатую шестерню, два шатуна с педалями, закрепленными на оси, установленной в подшипнике рамы и выполненной заодно с большой зубчатой шестерней, которая посредством цепной передачи соединена с малой зубчатой шестерней заднего колеса, ободные тормоза, соединенные тросами с тормозными рукоятками на руле, согласно изобретению оба колеса выполнены одинаковыми по конструкции в форме двух дисков из немагнитного материала, соединенных болтами друг с другом, имеющих обод с надетой покрышкой и камерой, а в средней части каждое из колес имеет две цилиндрические крышки с наружными фланцами, соединенными друг с другом болтами, имеющими с противоположных сторон втулки с отверстиями для вала, выполненных из немагнитных материалов, соединенного штифтом с левой цилиндрической крышкой, установленного в подшипниках рамы и имеющего с правой стороны вала малую зубчатую шестерню с обгонной муфтой, причем между фланцами цилиндрических крышек установлено и соединено с ними болтами плоское кольцо, выполненное из немагнитного материала и имеющего внутренний зубчатый венец, причем внутри цилиндрических крышек установлен вертикально прямоугольный неодимовый магнит в форме бруска, имеющий центральное отверстие для вала, закрепленный неподвижно на планке трубчатого вала, выполненного заодно с плоским диском, надетого на вал и соединенного болтом с правой опорой рамы, кроме того на боковых поверхностях неодимового магнита с одной стороны сверху, а с другой стороны снизу выполнены полукруглые выемки, в которые с зазором вставлены две одинаковые плоские шестерни с наружными зубчатыми венцами, выполненные из немагнитного материала, имеющие вставки из магнитомягкого железа, запресованные по концентрической окружности, установленные с возможностью свободного вращения на осях из немагнитного материала, которые закреплены на плоском диске трубчатого вала и входящих в зацепление с внутренним зубчатым венцом плоского кольца, причем плоские зубчатые шестерни установлены таким образом, что каждая вставка из магнитомягкого железа, при вращении плоских шестерен, входит внутрь неодимового магнита со стороны полюса под действием магнитного поля, а выходит сбоку в зоне, где магнитное поле отсутствует.The technical result is ensured by the fact that in a vehicle containing a frame with a saddle, a front steered wheel connected to the steering wheel and pivotally attached to the frame, a rear wheel with an overrunning clutch and an axle having a small gear gear, two connecting rods with pedals fixed to the axle, mounted in the bearing of the frame and made integral with the large gear gear, which is connected via a chain gear to the small gear gear of the rear wheel, rim brakes connected by cables to the brake handles on the steering wheel but according to the invention, both wheels are made identical in design in the form of two disks of non-magnetic material, bolted to each other, having a rim with a put on tire and a chamber, and in the middle part each of the wheels has two cylindrical covers with outer flanges connected to each other by bolts having on the opposite sides of the sleeve with holes for the shaft made of non-magnetic materials, connected by a pin to the left cylindrical cover, installed in the bearings of the frame and having a small side on the right side of the shaft a gear gear with an overrunning clutch, and a flat ring made of non-magnetic material and having an internal gear rim is installed and bolted between the flanges of the cylindrical covers, and a vertically rectangular neodymium magnet in the form of a bar having a central hole for the shaft is installed inside the cylindrical covers, fixed motionless on a bar of a tubular shaft, integral with a flat disk, worn on the shaft and bolted to the right frame support, in addition to the side surfaces Semicircular recesses are made on the sides of the neodymium magnet on one side from the top and on the other side from the bottom, into which two identical flat gears with external gear crowns are inserted with a gap, made of non-magnetic material, having soft magnetic iron inserts pressed along a concentric circle, installed with the possibility of free rotation on axes of non-magnetic material that are mounted on a flat disk of a tubular shaft and engaged with the internal gear ring of a flat ring, and oskie toothed pinion mounted so that each insert of soft iron, while rotating plane gear includes inward neodymium magnet pole by a magnetic field, and exits the side in the region where the magnetic field is absent.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где:The invention is illustrated by drawings, where:

на фигуре 1 изображен общий вид транспортного средства;figure 1 shows a General view of the vehicle;

на фигуре 2 - вид на транспортное средство сверху;figure 2 is a view of the vehicle from above;

на фигуре 3 - вид сверху на переднее колесо транспортного средства;figure 3 is a top view of the front wheel of the vehicle;

на фигуре 4 - вид сверху на заднее колесо транспортного средства;figure 4 is a top view of the rear wheel of the vehicle;

на фигуре 5 - вид на неодимовый магнит и плоские шестерни при снятой левой крышке;figure 5 is a view of a neodymium magnet and flat gears with the left cover removed;

на фигуре 6 - вид на неодимовый магнит и плоские шестерни сбоку при разрезе цилиндрических крышек;figure 6 is a side view of a neodymium magnet and flat gears from the side when cutting cylindrical covers;

на фигуре 7 - общий вид неодимового магнита;figure 7 is a General view of a neodymium magnet;

на фигуре 8 - вид справа на неодимовый магнит;figure 8 is a right view of a neodymium magnet;

на фигуре 9 - вид слева на неодимовый магнит;figure 9 is a left view of a neodymium magnet;

на фигуре 10 - вид на неодимовый магнит со стороны северного полюса;figure 10 is a view of a neodymium magnet from the north pole;

на фигуре 11 - вид на неодимовый магнит со стороны южного полюса;figure 11 is a view of a neodymium magnet from the south pole;

на фигуре 12 - общий вид трубчатого вала;figure 12 is a General view of the tubular shaft;

на фигуре 13 - вид на трубчатый вал со стороны планки для крепления неодимового магнита;figure 13 is a view of a tubular shaft from the side of the strap for mounting a neodymium magnet;

на фигуре 14 - общий вид плоского кольца с внутренним зубчатым венцом;figure 14 is a General view of a flat ring with an internal gear rim;

на фигуре 15 - общий вид вала;figure 15 is a General view of the shaft;

на фигуре 16 - общий вид левой цилиндрической крышки;figure 16 is a General view of the left cylindrical cover;

на фигуре 17 - вид справа на левую цилиндрическую крышку;figure 17 is a right view of the left cylindrical cover;

на фигуре 18 - общий вид плоской шестерни с наружным зубчатым венцом и вставками из магнитомягкого железа;figure 18 is a General view of a flat gear with an external gear rim and inserts made of soft magnetic iron;

на фигуре 19 - вид сбоку на плоскую шестерню с частичным разрезом;figure 19 is a side view of a flat gear with a partial cut;

на фигуре 20 - принцип создания магнитным приспособлением дополнительного вращающего момента;in figure 20 - the principle of creating a magnetic device additional torque;

на фигуре 21 - общий вид прямоугольного магнита с указанием зоны, где отсутствует магнитное поле.figure 21 is a General view of a rectangular magnet indicating the area where there is no magnetic field.

Транспортное средство содержит трубчатую раму 1 с седлом 2, переднее колесо 3, соединенное с рулем 4 и шарнирно пркрепленное к раме 1, заднее колесо 5 с обгонной муфтой и малой зубчатой шестерней 6, два шатуна 7 с педалями 8, закрепленные на оси, установленной в подшипнике рамы и выполненной заодно с большой зубчатой шестерней 9, которая посредством цепной передачи 10 соединена с малой зубчатой шестерней 6 заднего колеса 5. Оба колеса 3 и 5 выполнены одинаковыми по конструкции в форме двух дисков 11 из немагнитного иатериала, соединенных болтами друг с другом, имеющих ободы с надетыми на них покрышками с камерами, а в средней части соединенные с цилиндрическими крышками 12 и 13 с наружными фланцами 14, имеющими с противоположных сторон втулки 15 с отверстиями для прохода вала 16, соединенного штифтом 17 с левой цилиндрической крышкой 12, установленного в подшипниках рамы 1 и выполненного из немагнитного материала. Между цилиндрическими крышками 12 и 13 установлено плоское кольцо 18 с внутренним зубчатым венцом, выполненным из немагнитного материала. Внутри цилиндрических крышек 12 и 13 установлен вертикально прямоугольный неодимовый магнит 19 в форме бруска, имеющего центральное отверстие для прохода вала 16, закрепленный болтами неподвижно на планке 20 трубчатого вала 21, имеющего плоский диск 22, надетого на вал 16 и соединенного болтом с правым подшипником рамы 1. На боковых поверхностях неодимового магнита 19 с одной стороны сверху, а с противоположной стороны снизу (фиг. 8 и 9) выполнены полукруглые выемки 23, в которые вставлены с зазором две одинаковые по конструкции плоские шестерни 24 и 25 с наружными зубчатыми венцами, выполненные из немагнитного материала, имеющие вставки 26 из магнитомягкого железа, запрессованные по концентрической окружности и установленные с возможностью свободного вращения на осях 27, выполненных из немагнитного материала, закрепленных на диске 22 трубчатого вала 21. Плоские шестерни 24 и 25 входят в зацепление с плоским кольцом 18 и установлены таким образом, что каждая вставка 26, при вращении плоских шестерен 24 и 25, входит внутрь полукруглой выемки 23 неодимового магнита 19 со стороны полюса под действием магнитного поля, а выходит сбоку в зоне, где магнитное поле отсутствует. На фигуре 21 магнитное поле прямоугольного магнита отсутствует в средней части между двух пунктирных линий.The vehicle contains a tubular frame 1 with a saddle 2, a front wheel 3 connected to the steering wheel 4 and pivotally attached to the frame 1, a rear wheel 5 with an overrunning clutch and a small gear gear 6, two connecting rods 7 with pedals 8, mounted on an axle mounted in the frame bearing and made integral with the large gear gear 9, which is connected via a chain gear 10 to the small gear gear 6 of the rear wheel 5. Both wheels 3 and 5 are made identical in design in the form of two disks 11 of non-magnetic material, bolted to each other other having rims with tires mounted on them with chambers, and in the middle part connected to cylindrical covers 12 and 13 with outer flanges 14 having bushing 15 on opposite sides with holes for passage of shaft 16 connected by a pin 17 to the left cylindrical cover 12, installed in the bearings of the frame 1 and made of non-magnetic material. Between the cylindrical covers 12 and 13, a flat ring 18 is installed with an internal gear rim made of non-magnetic material. Inside the cylindrical covers 12 and 13, a vertically rectangular neodymium magnet 19 in the form of a bar having a central hole for the passage of the shaft 16 is mounted, bolted fixedly to the strip 20 of the tubular shaft 21 having a flat disk 22, worn on the shaft 16 and bolted to the right frame bearing 1. On the lateral surfaces of the neodymium magnet 19, on one side from above and from the opposite side from below (FIGS. 8 and 9), semicircular recesses 23 are made, into which two flat gears 24 and 25 of identical construction are inserted with a gap external gear crowns made of non-magnetic material, having inserts 26 of soft magnetic iron, pressed in a concentric circle and mounted with the possibility of free rotation on axes 27 made of non-magnetic material, mounted on the disk 22 of the tubular shaft 21. Flat gears 24 and 25 are included meshing with a flat ring 18 and installed so that each insert 26, when the flat gears 24 and 25 rotate, enters the semicircular recess 23 of the neodymium magnet 19 from the pole side under the action of m agnitic field, and goes sideways in the area where the magnetic field is absent. In figure 21, the magnetic field of a rectangular magnet is absent in the middle part between two dashed lines.

Работает транспортное средство следующим образом.The vehicle operates as follows.

Работа переднего колеса 3 и заднего колеса 5 одинакова. При отсутствии движения транспортного средства плоские шестерни 24 и 25, вал 16 удерживаются от вращения силами трения, которые превосходят силы магнитного поля неодимового магнита 19 на вставки 26. Как только транспортное средство начинает движение вал 16 приходит во вращение сила трения плоских зубчатых шестерен 24 и 25 на осях 27 уменьшается и магнитные полюсы N и S неодимового магнита 19 станут втягивать в себя вставки 26 и выталкивать их через среднюю часть неодимового магнита 19 без сопротивления в зону, где магнитное поле отсутствует с силой F (фиг. 20). Частота вращения плоских зубчатых шестерен 24 и 25 будет увеличиваться и они через плоское кольцо 18, цилиндрические крышки 12 и 13 станут увеличивать частоту вращения вала 16 на величину Fд, относительно частоты вращения F₁, которая соответствует усилию, прилагаемому пассажиром к педалям 8. Магнитные импульсы будут увеличивать вращающийся момент и увеличивать мощность, прикладываемую к колесам 3 и 5, что увеличит скорость движения транспортного средства и снизит усилие, прикладываемое к педалям 8.The operation of the front wheel 3 and the rear wheel 5 is the same. In the absence of vehicle movement, the flat gears 24 and 25, the shaft 16 are kept from rotation by friction forces that exceed the magnetic field strength of the neodymium magnet 19 on the inserts 26. As soon as the vehicle begins to move, the shaft 16 comes into rotation by the friction force of the flat gears 24 and 25 on the axes 27, the magnetic poles N and S of the neodymium magnet 19 decrease and they begin to draw in the inserts 26 and push them through the middle part of the neodymium magnet 19 without resistance into the zone where the magnetic field is absent with the force F (f Ig. 20). The rotational speed of the flat gears 24 and 25 will increase and they will increase the rotational speed of the shaft 16 by the amount of Fd relative to the rotational speed F ₁ , which corresponds to the force exerted by the passenger on the pedals 8. through the flat ring 18, cylindrical covers 12 and 13 will increase torque and increase the power applied to the wheels 3 and 5, which will increase the speed of the vehicle and reduce the force applied to the pedals 8.

Положительный эффект предлагаемого изобретения - повышение эксплуатационных характеристик транспортного средства, возникновение дополнительного вращающего момента на колесах, уменьшение усилия, прикладываемого к педалям, меньшая утомляемость при движении на большие расстояния.The positive effect of the invention is to increase the operational characteristics of the vehicle, the occurrence of additional torque on the wheels, a decrease in the force exerted on the pedals, less fatigue when driving over long distances.

Claims

A vehicle comprising a tubular frame with a saddle, a front steered wheel connected to the steering wheel and pivotally attached to the frame, a rear wheel with an overrunning clutch and an axle having a small gear gear, two connecting rods with pedals fixed to an axis mounted in the frame bearing and made at the same time with a large gear gear, which is connected via a chain gear to the small gear gear of the rear wheel, rim brakes connected by cables to the brake handles on the steering wheel, characterized in that both wheels are made one different in design in the form of two disks of non-magnetic material, bolted to each other, having a rim with a put on tire and a camera, and in the middle part each of the wheels has two cylindrical covers with outer flanges connected to each other by bolts having from opposite sides bushings with holes for a shaft made of non-magnetic material, connected by a pin to the left cylindrical cover, mounted in the bearings of the frame and having a small gear gear with an overrunning clutch on the right side of the shaft, moreover, a flat ring made of non-magnetic material and having an internal gear rim is installed and bolted between the flanges of the cylindrical covers, and a vertically rectangular neodymium magnet in the form of a bar having a central hole for the shaft fixed to the bar of the tubular shaft is mounted inside the cylindrical covers made at the same time with a flat disk, worn on the shaft and bolted to the right frame support, in addition, on the side surfaces of the neodymium magnet with one side they are semicircular recesses made from above and from the other side from below, into which two identical flat gears with external gear rims made of non-magnetic material, having soft magnetic iron inserts pressed in a concentric circle mounted with the possibility of free rotation on axes of non-magnetic material, which are mounted on a flat disk of the tubular shaft, and engaged with the inner gear ring of the flat ring, and flat gear gears are installed so that each insert of soft magnetic iron during rotation of the flat gears enters the neodymium magnet from the side of the pole under the influence of a magnetic field, and comes out from the side in the area where the magnetic field is absent.