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WO2014096470A1 - Vehículo de propulsión humana con mecanismo de transmisión accionado por los pies - Google Patents

Vehículo de propulsión humana con mecanismo de transmisión accionado por los pies Download PDF

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Publication number
WO2014096470A1
WO2014096470A1 PCT/ES2012/070901 ES2012070901W WO2014096470A1 WO 2014096470 A1 WO2014096470 A1 WO 2014096470A1 ES 2012070901 W ES2012070901 W ES 2012070901W WO 2014096470 A1 WO2014096470 A1 WO 2014096470A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
coupled
vehicle
transmission
pedals
guide
Prior art date
Application number
PCT/ES2012/070901
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Ramon MORETO VILAMAJO
Original Assignee
Moreto Vilamajo Ramon
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Moreto Vilamajo Ramon filed Critical Moreto Vilamajo Ramon
Priority to PCT/ES2012/070901 priority Critical patent/WO2014096470A1/es
Priority to ES201490082A priority patent/ES2535206B1/es
Publication of WO2014096470A1 publication Critical patent/WO2014096470A1/es

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62M—RIDER PROPULSION OF WHEELED VEHICLES OR SLEDGES; POWERED PROPULSION OF SLEDGES OR SINGLE-TRACK CYCLES; TRANSMISSIONS SPECIALLY ADAPTED FOR SUCH VEHICLES
    • B62M1/00—Rider propulsion of wheeled vehicles
    • B62M1/24—Rider propulsion of wheeled vehicles with reciprocating levers, e.g. foot levers
    • B62M1/28—Rider propulsion of wheeled vehicles with reciprocating levers, e.g. foot levers characterised by the use of flexible drive members, e.g. chains
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62K—CYCLES; CYCLE FRAMES; CYCLE STEERING DEVICES; RIDER-OPERATED TERMINAL CONTROLS SPECIALLY ADAPTED FOR CYCLES; CYCLE AXLE SUSPENSIONS; CYCLE SIDE-CARS, FORECARS, OR THE LIKE
    • B62K3/00—Bicycles
    • B62K3/002—Bicycles without a seat, i.e. the rider operating the vehicle in a standing position, e.g. non-motorized scooters; non-motorized scooters with skis or runners
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H19/00—Gearings comprising essentially only toothed gears or friction members and not capable of conveying indefinitely-continuing rotary motion
    • F16H19/02—Gearings comprising essentially only toothed gears or friction members and not capable of conveying indefinitely-continuing rotary motion for interconverting rotary or oscillating motion and reciprocating motion
    • F16H19/06—Gearings comprising essentially only toothed gears or friction members and not capable of conveying indefinitely-continuing rotary motion for interconverting rotary or oscillating motion and reciprocating motion comprising flexible members, e.g. an endless flexible member

Definitions

  • the present invention relates to a human-powered vehicle that is driven in the standing position, more particularly to a scooter, in the broadest sense, with a transmission mechanism that transmits to the rear wheel the power developed by the driver when driving. two pedals with your feet.
  • the most popular human propulsion vehicle is the bicycle.
  • the bicycles are propelled by operating with the feet a pair of pedals articulated with two cranks out of phase an angle of 180 e , so they have the limitation that each pedal has two dead points (top and bottom) in each cycle.
  • each pedal has two dead points (top and bottom) in each cycle.
  • the upper part of the body must be tilted forward, so that a good part of the weight rests on the saddle and handlebar, which often causes pain and discomfort in the arms, shoulders , the back and the pelvic region.
  • Recumbent bicycles alleviate some of the limitations of conventional bicycles, but their horizontal position makes them more difficult to handle and more dangerous, as they are less visible to other vehicles.
  • scooter Another vehicle of human propulsion is the scooter, which is propelled by pushing one foot against the ground while the other foot is kept on a platform fixed to the frame of the vehicle, so it is less stable than the bicycle and more tired to drive.
  • scooter propelled by means of pedals Another vehicle of human propulsion is the scooter propelled by means of pedals. These vehicles are driven in standing position and are propelled by the power developed by the driver operating with the feet one or two pedals, and, sometimes, also activating two levers with their hands. Its driving in a standing position, similar to the natural position used by humans to walk or run, makes them more ergonomic than the hunched position of the cyclist, eliminating the pain and physical ailments cited above.
  • Examples of vehicles propelled by means of two pedals with independent movement of one another, particularly with an oscillating rotary foot movement, are those described in the following patent documents: US 5121654, DE 4319104, US 6648355 and WO 2010 / 022903.
  • examples of vehicles propelled by means of two pedals whose movement is dependent on each other are those described in the following patent documents: WO 2002/030732 (with oscillating rotary foot movement), WO 2008 / 063499 (with elliptical foot movement), WO 2010/020726 (with continuous rotary foot movement) and WO 201 1/061 128 (with elliptical foot movement).
  • the object of the present invention is the production of a human propulsion vehicle driven in the standing position, propelled by means of two pedals, usable for exercise, fun or transport, which exceeds all limitations before mentioned and have an acceptable mechanical efficiency.
  • a human-powered vehicle comprising a frame, a steering mechanism coupled to the frame, a front wheel coupled to the steering mechanism, a rear wheel coupled to the frame and a transmission mechanism.
  • the transmission mechanism comprises:
  • a first and a second pedal located respectively on the right and left side of the vehicle, coupled to the frame by means of respective articulations provided at the front end of the pedals, allowing the pedals to rotate independently around an axis of rotation being able to adopt positions between a higher end position and a lower end position;
  • first and second transmission means distinguishing in each two ends, a lower one coupled to the rear part of a respective pedal and another upper one mechanically linked to a respective guide element;
  • the angular stroke of the rotary movement of the guide elements in the clockwise direction, according to a right side view of the vehicle comprises:
  • the force exerted by the feet of the driver of the vehicle on the pedals makes the pedals rotate downwards around their axis of rotation, displacing downwards the transmission means, which rotate in the clockwise direction the elements guide around the axis of rotation of the transmission shaft.
  • the front return mechanisms rotate the pedals upwards around their axis of rotation and the rear return mechanisms rotate the guide elements in the counterclockwise direction around the axis of rotation of the transmission shaft, displacing the transmission means upwards.
  • the freewheeling mechanisms convert the oscillating rotary movement of the guide elements into a continuous rotary movement of the transmission shaft, which the power transmission means transmits to the rear wheel to rotate it in the forward direction that drives the vehicle forward .
  • the transmission means act as connecting rods that at their bottom dead center act as lower stops of the pedals when they are in their lower extreme position, which prevents the pedals from impacting the pedal. frame to limit its rotating downward movement, providing a smoother pedaling in the final descent section of the pedals.
  • each of the pedals comprises an elongated element at the front end of which is the respective articulation of the pedal and in whose rear part there is provided a respective articulation that couples the pedal to the lower end of their respective means of transmission; and a respective platform, for the support of a corresponding foot, fixed to the elongated element.
  • the transmission shaft is located above the rear wheel and the transmission means are coupled to the rear end of the pedals and centered transversely therewith, so that during operation of the vehicle the transmission means are located behind the legs of the driver and not between them, which decreases the lateral separation between the two feet to more ergonomic values, significantly lower than those of a bicycle, and considerably reduces the lateral roll of the vehicle during pedaling, decreasing the fatigue of the driver produced by the effort made with his hands to control the swinging of the handlebar.
  • the guide elements comprise a toothed peripheral zone and the transmission means are chains which are coupled and guided, during the first angular stroke, in the toothed peripheral zone of the guide elements.
  • the rotating joints that connect the upper end of the chains to the guide elements are the joints that join the last two links of the upper end of the chains together, the last of these two links being fixed to the elements. guide by means of a screw, a nut and coupling means.
  • the guide elements are provided with anti-finger trapping chain protectors, to prevent accidents with the fingers of the hand.
  • the guide elements comprise a non-toothed peripheral zone and the transmission means are chains which are coupled and guided, during the first angular stroke, in the non-toothed peripheral zone of the guide elements.
  • the guide elements comprise a peripheral grooved area and the transmission means are chains, cables, ropes or belts that are coupled and guided, during the first angular stroke, in the peripheral grooved area of the elements guide.
  • the radius of the peripheral zone of the guide elements in which they are coupled and guided, during the first angular stroke, the transmission means of the previous embodiments is decreasing, so that the radius of the peripheral zone in the rotational joints of the guide elements with the transmission means is smaller than the radius of the peripheral zone at the initial point of contact of the guide elements with the transmission means when the pedals are in their upper end position .
  • each guide element comprises a peripheral peripheral zone
  • the transmission means are sets of articulated elements in which each assembly comprises a rigid base element coupled by a rotation joint to an extreme rigid element, each rigid element
  • the base comprises a peripheral peripheral zone which is coupled and guided, during the first angular stroke, in the peripheral peripheral zone of its respective guiding element, and each rigid base element is coupled, during the second angular stroke, to its respective guiding element by means of the Rotation joint that couples the guide element to the upper end of the transmission means.
  • each guide element comprises a peripheral peripheral zone
  • the transmission means are sets of articulated elements in which each assembly comprises a rigid intermediate element with one of its ends coupled by means of a rotation joint to an element rigid base and its other end coupled by an articulation of rotation to an extreme rigid element
  • the rigid base element and the intermediate rigid element of each set of articulated elements comprise respective peripheral peripheral areas that are coupled and guided, both areas or one of said zones, during the first angular stroke, in the peripheral peripheral zone of their respective guiding element
  • each rigid base element is coupled, during the second angular stroke, to its respective guiding element by means of the rotation joint which couples the guide element to the upper end of the transmission media n.
  • each of the rear return mechanisms comprises: - a pulley of constant radius or of decreasing radius fixed to its respective guide element and rotatable in solidarity with it;
  • traction spring with one end coupled to the flexible transmission element and its other end coupled to the frame.
  • each of the guiding elements to their respective freewheeling mechanism is carried out through a hollow cylindrical part fixed to the guiding element and provided with a channel, the channel assembly and hollow cylindrical part constituting the constant radius pulley in whose channel the flexible transmission element of the rear return mechanism is coupled; a unidirectional bearing is housed inside the hollow cylindrical part whose inner ring is coupled to the transmission shaft and whose outer ring is coupled to the hollow cylindrical part by a key; furthermore, a retaining ring for the lateral movement of the unidirectional bearing relative to the hollow cylindrical part is coupled to the inside of the hollow cylindrical part.
  • each of the rear return mechanisms comprises a helical or spiral torsion spring arranged around the axis of rotation of the transmission shaft, with one end coupled to its respective guide element and its other end Attached to the frame by a rigid element or a flexible transmission element.
  • the rear return mechanisms and the front return mechanisms are the same mechanism capable of acting as a rear return mechanism and as a front return mechanism.
  • it is the rear return mechanism that is also capable of acting as a front return mechanism.
  • each of the front return mechanisms comprises a tension or torsion spring, with one end coupled to the front part of its respective pedal and its other end coupled to the frame.
  • the power transmission means which transmit the power of the transmission shaft to the rear wheel, comprise:
  • Y - a pinion coupled to the rear wheel by an internal bushing change;
  • Y - a chain of transmission that transmits the power from the plate to the pinion, being able to be provided with a chain tensioner.
  • the frame comprises a base element that joins a front part with a rear part of the frame and is located below the pedals, which avoids obstacles between the feet, facilitates mounting and dismounting of the vehicle and provides greater safety and comfort of driving.
  • the frame comprises:
  • the frame comprises a first and a second upper stop for the first and second pedal, respectively, which prevent the pedals from exceeding their upper end position.
  • the frame comprises a first and a second lower safety stop for the first and second pedal, respectively, which limit the rotary downward movement of the pedals in the event of failure of the transmission mechanism.
  • the vehicle of the present invention overcomes all the limitations mentioned above, also providing the advantages discussed below: - the movement of the two pedals is independent of each other, so the driver can pedal by simultaneously or alternatively activating the two pedals, pedaling one pedal with one foot while keeping the other foot at rest on the other pedal, or not pedaling keeping both feet at rest on the pedals, which provides greater driving comfort;
  • the steering mechanism can comprise a folding element that allows the vehicle to be stored in vertical position occupying a surface of only 33 cm x 79 cm, similar to that of a folding bicycle, which facilitates its storage or transport;
  • the driving position of the vehicle is higher than that of a bicycle, so that the driver not only has better visibility of the traffic, but is also more visible to other vehicles;
  • the vehicle is driven in a standing position similar to that used by humans to walk or run, so its driving is more ergonomic than that of a bicycle driven in a sitting position, solving problems such as pain and discomfort in the arms, shoulders, back and pelvic region;
  • the vehicle is easy to drive and can be used by all kinds of people, including children and seniors, for exercise, fun or transportation.
  • FIG. 1 a is a perspective view, with a partial exploded view of elements, of an embodiment of the vehicle of the invention in which the guide elements comprise a toothed peripheral zone and the transmission means are chains;
  • FIG. 1 b is a side view showing the first and second angular stroke of the rotary movement in the clockwise direction of one of the guide elements of FIG. 1 a;
  • FIG. 2 is a perspective view of a partial exploded view of the vehicle transmission mechanism of FIG. 1 a;
  • FIG. 3 is a perspective view of the vehicle of FIG. 1 a with the pedals in their upper extreme position;
  • FIG. 4 is a perspective view of the vehicle of FIG. 1 a with the pedals in their lower extreme position and the guiding elements with chain guards;
  • FIGS. 5a, 5b, 5c, 5d and 5e are views in parallel projection of the movement of one of the guide elements of FIG. 1 a and its corresponding chain;
  • FIGS. 6a, 7a and 7b are schematic views of the sequence of the rotary movement of one of the guide elements in its first and second angular travel, when the radius of the peripheral zone of said guide element is constant (FIG. 6a) and when said radio follows a logarithmic spiral curve (FIGS 7a and 7b);
  • FIGS. 6b, 6c, 7c and 7d show the curves representing the evolution of the driving arm of one of the chains and the tensile force supported by it, in relation to the angular stroke of the guide elements of FIGS. 6a, 7a and 7b, respectively, with a constant moment on the transmission axis;
  • FIGS. 8a, 8b and 8c are perspective views of a first embodiment of one of the guide elements with their components shown assembled and exploded;
  • FIG. 8d is a perspective view of a second embodiment of one of the guide elements with cutting of its components;
  • FIGS. 9a and 9b are views in parallel projection of an embodiment of the transmission axis, showing the assembled elements that compose it and an exploded view of said axis, respectively;
  • FIGS. 10a and 10b are a view in parallel projection of a first embodiment of the articulation of one of the chains with its respective guide element, and its corresponding exploded view;
  • FIGS. 10c and 10d are a view in parallel projection of a second embodiment of the articulation of one of the chains with its respective guide element, and its corresponding exploded view;
  • FIG. 10e is a view of an embodiment like that of FIG. 10c with the difference that the guide element comprises a non-toothed peripheral zone;
  • FIGS. 1 1 a, 1 1 b, 1 1 c and 1 1 d are views in parallel projection of four embodiments of the articulation of one of the chains with its respective pedal;
  • FIGS. 12a, 12b, 12c, 12d and 12e are views in parallel projection of five embodiments of one of the rear return mechanisms
  • FIGS. 13a, 13b, 13c, 13d and 13e are views in parallel projection of five embodiments of one of the guide elements in which the first comprises a toothed peripheral zone, while the remaining comprise a peripheral grooved zone;
  • FIG. 14a is a partial view in parallel projection of an embodiment of the transmission mechanism in which the guide elements comprise a peripheral peripheral zone and the transmission means are assemblies of articulated elements comprising two rigid elements articulated in series;
  • FIG. 14b is a side view showing the first and second angular stroke of the rotary movement of one of the guide elements of FIG. 14 to;
  • FIGS. 15a, 15b, 15c, 15d and 15e are views in parallel projection of the movement of one of the guide elements of FIG. 14a and its corresponding set of articulated elements;
  • FIGS. 16a, 16b, 16c and 16d are views in parallel projection of an embodiment in which the transmission means are sets of articulated elements comprising three rigid elements hinged in series; Y
  • FIG. 17 is a perspective view of an embodiment of the vehicle frame.
  • the present invention comprises five preferred modes of embodiment of the vehicle 10 according to the following groupings of the elements (only illustrated in the figures the elements of the right side) comprised between the axis of rotation 24 of the pedals 16, 17 and the transmission shaft 54 of vehicle 10:
  • the preferred one is the first of those mentioned above, corresponding to the mechanism "pedal 16, 17 - chain 80, 81 - guide element 37, 38 with toothed peripheral zone 79 - freewheeling mechanism 58 , 59 ", which, like most bicycles, uses chains coupled to toothed elements as transmission media.
  • FIGS. 3 and 4 show a human-powered vehicle 10 to which the present invention refers, comprising:
  • a frame 1 1 which can be made with the same techniques and materials as a bicycle frame, such as tubes or profiles of aluminum alloy (6061 or 7005), steel (normal or Cromoly) or titanium joined by welding, or a single piece (monocoque) made of carbon fiber, and can be designed as illustrated in FIGS. 1 a, 3, 4 and 17, comprising a base element 1 1 1 which joins the front part with the rear part of the frame 1 1 and is located in the lower part of the frame 1 1, which avoids obstacles between the feet ;
  • a bicycle steering mechanism such as: a fork; steering bearings; a steering tube; a power; a handlebar (to which two handles can be attached, a front brake lever, a rear brake lever and a control to activate the change); a folding element 132 for turning the handle downwards and facilitating the storage or transport of the vehicle 10; and a telescopic element 133 for raising or lowering the height of the handlebar;
  • a front wheel 13 which can be a bicycle wheel, rotatably coupled to the steering mechanism 12;
  • a rear wheel 14 which can be a bicycle wheel, rotatably coupled to the frame 1 1;
  • FIGS. 1 and 2 show a partial exploded view of the transmission mechanism 15 of the vehicle 10 of FIGS. 3 and 4, which comprises:
  • Each pedal 16, 17 comprises a platform 18, 19 fixed to an elongate element
  • the elongated elements 20, 21, and can be formed by a single piece (carbon fiber monocoque) or by two pieces, in which case the elongated elements 20, 21 can be tubes or profiles of aluminum or steel alloy, and platforms 18, 19 can be pieces of resistant molded plastic joined by screws to the elongated elements 20,
  • the joints 22, 23 located at the front end of the pedals 16, 17 may comprise an axis 1 18 (see FIG 17) formed by a round tube which is fixed to the frame 1 1 and protrudes on both sides of the frame 1 1, around which friction or needle bearings are coupled whose outer ring is coupled to tubes attached to the front end of the elongated elements 20, 21 (see FIG. 2);
  • FIGS. 8c and 8d show two exemplary embodiments of the guide elements 37, 38 and FIGS. 10a, 10b, 10c and 10d show two embodiments of rotation joints 39, 40;
  • FIGS. 9a and 9b show an exemplary embodiment of said transmission shaft 54
  • Each rear return mechanism 41, 42 comprises in turn:
  • a flexible transmission element 46, 47 which can be a rope or a cable, which is coupled in the channel of the constant-radius pulley 43, 44;
  • traction spring 48 49 with one of its ends coupled to the flexible transmission element 46, 47 and its other end coupled to the frame 1 1;
  • FIGS. 8c, 8d, 9a and 9b are examples of embodiment of said coupling
  • a power transmission means 60 that transmits the power of the transmission shaft 54 to the rear wheel 14 and comprise:
  • a plate 61 which can be a bicycle plate, fixed to the transmission shaft 54 (see in FIGS 9a and 9b an example of said fixing);
  • transmission chain 64 which can be a bicycle chain, which transmits the power of the plate 61 to the pinion 62 and incorporates a chain tensioner 65.
  • the internal hub change 63 could be replaced by a hub with a free sprocket, a fixed sprocket or a pinion cassette.
  • FIG. 2 shows that the chains 80, 81 connect the pedals 16, 17 with the guide elements 37, 38 and during the pedaling move downwards 68 and upwards 69, converting the oscillating movement downwards 66 and upwards 67 of the pedals 16 17 around its axis of rotation 24 in a clockwise motion 70 and counter-clockwise movement 71 of the guide elements 37, 38 about the axis of rotation 57 of the transmission shaft 54.
  • the free-wheel mechanisms 58, 59 convert the movement rotary movement of the guide elements 37, 38 in a continuous rotary movement clockwise 70 of the transmission shaft 54, which is transmitted to the rear wheel 14 through the plate 61, the transmission chain 64 and the pinion 62, so as to rotate it in the forward direction 72 (clockwise in FIG 2) that drives the vehicle 10 forward.
  • FIG. 3 shows the vehicle 10 in its rest position, with the pedals 16, 17 in its upper end position.
  • FIG. 4 shows the vehicle 10 provided with chain guards 86, 87 coupled to the guide elements 37, 38, and with the pedals 16, 17 in their lower end position, in which the driver keeps his feet at rest.
  • FIG. 3 shows the vehicle 10 in its rest position, with the pedals 16, 17 in its upper end position.
  • FIG. 4 shows the vehicle 10 provided with chain guards 86, 87 coupled to the guide elements 37, 38, and with the pedals 16, 17 in their lower end position, in which the driver keeps his feet at rest.
  • the upper stop 128, 129 for each pedal 16, 17, in order to prevent the pedals 16, 17 from exceeding their upper end position.
  • the upper stops 128, 129 may comprise a rubber stop attached to an element fixed to the frame 1 1 by screws or welding.
  • the upper stops 128, 129 of the pedals 16, 17 could be replaced by other elements that perform the same function, such as ropes, articulated mechanisms or limiting mechanisms of the rotation of the joints 22, 23 of the pedals 16, 17.
  • FIG. 1 b shows the sequence of movement of the guide element 37 and the transmission means 31 of FIG. 1 a, the latter configured as a string 80 (see FIG 2).
  • FIGS. 5a, 5b, 5c, 5d and 5e show in greater detail the movement of the said elements.
  • the angular stroke of the rotary movement of the guide element 37 in the clockwise direction 70 according to a right side view of the vehicle 10, which occurs during the downward rotary movement 66 of the pedal 16 (see in FIG. 2 the counterclockwise rotation 66) , comprises a first angular stroke ⁇ and a second angular stroke ⁇ .
  • the chain 80 is coupled and guided in the toothed peripheral zone 79 of the guide element 37, engaging with its teeth, hence said area is not visible in FIG. 5a being covered by the chain 80.
  • the radius of the toothed peripheral zone 79 of the guide element 37 is decreasing, descending from the radius Ri (shown in FIG. 5a) of the toothed peripheral zone 79. at the initial point of contact of the guide element 37 with the chain 80 to the radius R 2 (shown in FIG. 5b) of the toothed peripheral zone 79 in the rotation joint 39 of the guide element 37 with the chain 80.
  • the chain 80 has left the peripheral toothed area 79 and is coupled to the guide element 37 only by the rotation joint 39, so that the guide element 37 it acts as a crank whose radius is R 2 and the chain 80 acts as a connecting rod that at its bottom dead center acts as the lower stop of the pedal 16 when it is in its lower extreme position (see FIGS 2 and 5e).
  • FIG. 5c shows the position of the chain 80 and the guide element 37 in which both elements go from being engaged to being coupled only by the rotation joint 39, the angle ⁇ corresponding to the angle rotated by the guide element 37 from the beginning of its rotary movement in the clockwise direction 70 (FIG 5a, identical position to that of the vehicle 10 at rest, shown in FIG 3) to the position indicated in FIG. 5c, and the angle ⁇ to the angle rotated by the guide element 37 from this latter position until the end of its rotational movement in the clockwise direction 70 (FIG 5e).
  • Different realizations are possible by modifying the values of the angular races ⁇ , ⁇ , the radii RR 2 and the curves following said radii.
  • FIGS. 5a-5e it is seen how the traction spring 48 of the rear return mechanism 41 is tensioned while the chain 80 moves down 68 and the guide element 37 rotates clockwise 70.
  • FIG. 5e shows that once the end of the rotational movement in the clockwise direction 70 of the guide element 37 is reached, the tension of the traction spring 48 of the rear return mechanism 41, through the flexible transmission element 46 and the constant radius pulley 43 (see FIGS.2 and 12a), the guide element 37 rotates counterclockwise 71, which moves the chain 80 upwards 69.
  • the guide element 37 does not describe a continuous rotary movement, but a rotating oscillating movement. similar to that of a seesaw.
  • FIG. 6a shows an embodiment in which the transmission means 31 are a chain 80, the guide element 37 comprises a toothed peripheral zone 79 of constant radius, the first angular stroke ⁇ comprises an angle of 100 e and the second angular stroke ⁇ It comprises an angle of 77 e , approximately.
  • first angular stroke ⁇ is comprised between 0 e and 360 e , approximately, that the second angular stroke ⁇ is comprised between 0 e and 180 e , approximately, or that the radius of the peripheral zone 79, 88, 89, 90, 91, 92 of the guide element 37 follow a logarithmic spiral, an Archimedean spiral, a golden spiral, an eccentric circumference or a convex curve formed by two or more circumferential arcs of decreasing radius in which the arcs are tangent to each other two by two.
  • a second angular run ⁇ comprised between 70 e and 90 e provides greater advantages (see FIGS 6a, 6b and 6c and FIGS 7a, 7b, 7c and 7d, comprising a second angular stroke ⁇ of 77 e and 86 e , respectively ).
  • the drive arm L of the chain 80 is indicated every 20 e of the angle of rotation ⁇ of the guide element 37 during the rotary movement in the clockwise direction thereof.
  • the drive arm L of the chain 80 is understood to be the minimum distance between the chain 80 and the axis of rotation 57 of the transmission shaft 54 around which the guide element 37 rotates, measured perpendicular to the chain 80 passing through it. cited axis of rotation 57.
  • FIG. 6b shows in coordinates a curve representing the evolution of the drive arm L (ordinate axis) of the chain 80, in relation to the angle of rotation ⁇ (abscissa axis) of the guide element 37 of FIG. 6a.
  • ⁇ abscissa axis
  • FIG. 6c shows in coordinates a curve representing the evolution of the tensile force F (ordinate axis) supported by the chain 80, in relation to the angle of rotation ⁇ (abscissa axis) of the guide element 37 of FIG. 6a, for the theoretical assumption of a moment M constant on the transmission shaft 54.
  • FIGS. 7a and 7b there is shown an embodiment in which the transmission means 31 are a chain 80, the guide element 37 comprises a toothed peripheral zone 79 whose radius follows a logarithmic spiral, the first angular stroke ⁇ comprises an angle of 180 e and the second angular stroke ⁇ comprises an angle of 86 e , approximately.
  • FIG. 7a shows the evolution of the drive arm L of the chain 80 during the first angular stroke ⁇ of the rotary movement clockwise 70 of the guide element 37, each 10 e of rotation angle ⁇ of the guide element 37.
  • FIG. 7b shows the evolution of the drive arm L during the second angular stroke ⁇ .
  • FIG. 7c shows in coordinates the evolution of the drive arm L (ordinate axis) of the chain 80, in relation to the angle of rotation ⁇ (abscissa axis) of the guide element 37 of FIGS. 7a and 7b.
  • ⁇ abscissa axis
  • FIG. 7d shows in coordinates the evolution of the tensile force F (ordinate axis) supported by the chain 80, in relation to the angle of rotation ⁇ (abscissa axis) of the guide element 37 of FIGS. 7a and 7b, for the theoretical assumption of a constant moment M on the transmission axis 54, already described in the explanation of FIG. 6c.
  • the values of F thus obtained show that during the final stretch of the second angular stroke ⁇ the tensile force F undergoes a greater increase than during the first angular stroke a.
  • FIGS. 8a, 8b and 8c show an exemplary embodiment of a guide element
  • FIG. 8a shows the elements once assembled.
  • the coupled assembly shown in FIG. 8a comprises the following exploded components (see FIGS 8b and 8c):
  • a guiding element 37 which can be made of aluminum alloy (6061 or 7005), have areas free of material 134 to lighten its weight and decrease its inertia, and have a hole 143 in which to engage the corresponding rotation joint 39 ;
  • a hollow cylindrical part 73 which can be of the same material as the guide element 37, fixed to it by means of screws, welding or forming a single piece; a channel 74 in the hollow cylindrical part 73, the channel assembly 74 and hollow cylindrical part 73 constituting the constant radius pulley 43 in whose channel 74 the flexible transmission element 46 of the corresponding rear return mechanism 41 is coupled (see FIG. 12a);
  • FIG. 8d shows a second exemplary embodiment of a guide element 37 comprising a toothed peripheral zone 79, coupled to its corresponding freewheel mechanism 58.
  • This coupling comprises:
  • a guide element 37 which can be made of aluminum alloy (6061 or 7005);
  • a hollow cylindrical part 144 which can be of the same material as the guide element 37, fixed to it by means of screws, welding or forming a single piece;
  • FIG. 8b shows in its lower part an embodiment of the articulation 35 of the chain 80 with the pedal 16.
  • the following components are observed:
  • a chain 80 which can be a BMX bicycle chain or a motorcycle chain, for example a reinforced "type 420" chain, having the same pitch as a bicycle chain and a breaking load of 19,000 Newtons, which makes possible a thickness of the guide element 37 of 6 mm, twice that of a chain of a BMX bicycle chain, considerably increasing its resistance;
  • coupling element 138 which can be a plate with the shape indicated in FIG. 8b, which couples the chain 80 to its respective articulation 35;
  • the articulation 35 represented comprises:
  • FIG. 9b shows an exploded view of an embodiment of the transmission shaft 54 and the elements that are coupled to it.
  • FIG. 9a shows the elements once assembled.
  • the coupled assembly shown in FIG. 9a comprises the following components shown in exploded view in FIG. 9b:
  • transmission shaft 54 which can be made of steel or aluminum alloy
  • a plate 61 which can be a bicycle plate, fixed to the support 149 by means of screws 150 and special nuts 151 for bicycle plates;
  • the unidirectional bearings 75, 76 could be press fit, as an alternative to their engagement by the keys 77, 152, 153 (FIGS 8c and 9b).
  • FIG. 10a and FIG. 10b show a first example of embodiment of the rotation joint 39 which couples the chain 80 to a guide element 37 with a toothed peripheral zone 79, comprising a screw 83, a nut 84 and coupling means 85 which in turn comprise washers 160, which fix to an orifice 143 in the guide element 37 the last link of the upper end of the chain 80 inserted in a concave zone between the teeth of the guide element 37, so that the rotation joint 39 is the linkage 82 itself joining the last two links of the upper end of the chain 80.
  • the coupling means 85 comprise steel plates 161 fixed on each side of the guide element 37 by means of screws 162 and nuts 163, which provides greater resistance to the coupling of the chain 80 with the guide element 37.
  • FIG. 10c and FIG. 10d show a second embodiment of the rotation joint 39 which couples the chain 80 to a guide element 37 with a toothed peripheral zone 79, comprising two steel plates 167; coupling means 165 coupling the plates 167 to a hole 166 in the guide element 37 and comprising a screw, a nut and washers; and coupling means 168 that engage the plates 167 to the chain 80 and comprise a screw, a nut and washers, whereby the rotation joint 39 is the joint 164 of the plates 167 with the coupling means 165.
  • FIG. 10e shows an embodiment in which the transmission means 31 is a chain 80, and the guide element 37 comprises a non-toothed peripheral zone 88 in which the chain 80 is coupled and guided during the first angular stroke a. without sliding relative to the guide element 37, because it is coupled to it by the rotation joint 39.
  • FIG. 11 shows a first embodiment of the articulation 35 of the chain 80 with the pedal 16 already described in FIG. 8b.
  • FIGS. 1 1 b, 1 1 c and 1 1 d show three other examples of embodiment of said joints 35 comprising a coupling element 170, 173, 175 which is fixed by screws or welding on the top or inside of the part rear of the elongate element 20; and coupling means 169, 172, 174 comprising a screw, a nut and washers, and coupling the last link of the lower end of the chain 80 to the coupling element 170, 173, 175.
  • the coupling element 170 (FIG 1 1 b) has a concave region in which it engages the last link of the lower end of the chain 80, whereby the aforementioned articulation 35 is precisely the articulation 171 joining together the last two links of the lower end of the chain 80.
  • FIGS. 12a and 12b show two embodiments of the rear return mechanism 41 comprising a tension spring 48, one end of which is coupled to the frame 1 1 by means of joining means 177 which in turn comprise a screw, a nut and washers, while its other end is coupled to a flexible transmission element 46, which may be a rope or a cable; a hollow cylindrical part 176, 178 fixed to the guide element 37, for example by welding or forming a single piece; and a constant radius pulley 43 (FIG.12a) or decreasing radius 45 (FIG.12b) which is fixed on the periphery of the hollow cylindrical part 176, 178 and guides the flexible transmission element 46.
  • a tension spring 48 one end of which is coupled to the frame 1 1 by means of joining means 177 which in turn comprise a screw, a nut and washers, while its other end is coupled to a flexible transmission element 46, which may be a rope or a cable
  • a hollow cylindrical part 176, 178 fixed to the guide element 37, for example
  • Constant radius pulley 43 can be replaced by a pinion guiding a transmission chain.
  • the decreasing radius pulley 45 decreases the arm of the force exerted by the tension spring 48 when the tension thereof increases when the pedal 16 is lowered (see FIG 2), which prevents the force exerted by the right foot to overcome the tension of the tension spring 48 undergoes a strong increase during the descent of the pedal 16.
  • FIGS. 12c and 12d show two embodiments of the rear return mechanism 41 comprising a rigid element 52 (FIG 12c), which may be an aluminum alloy bar, or a flexible transmission element 53 (FIG. 12d), which it can be a rope or a cable, coupled to the frame 1 1 by the joining means 177; a hollow cylindrical part 179, 181 fixed to the guide element 37; and a helical torsion spring 50 (FIG 12c) or coil 51 (FIG 12d) disposed about the hollow cylindrical part 179, 181, with one end coupled to the rigid element 52 and its other end coupled to the guide element 37 through a screw 180 (FIG.12c) or with one end coupled to the flexible transmission element 53 and its other end 182 coupled to a slot in the hollow cylindrical part 181 (FIG.12d).
  • a rigid element 52 (FIG 12c)
  • a flexible transmission element 53 FIG. 12d)
  • FIGS. 12c and 12d show two embodiments of the rear return mechanism 41 comprising a rigid element 52 (
  • FIG. 12e shows an embodiment of the rear return mechanism 41 comprising a first constant radius pulley 184 which is fixed to the guide element 37 by means of a hollow cylindrical part 183 and rotates integrally therewith; a variable radius pulley 186, preferably increasing, whose axis is articulated to the frame 1 1; a first flexible transmission element 185 with one end engaged in the first constant radius pulley 184 and its other end engaged in the variable radius pulley 186; a second pulley of constant radius 187 which is fixed to the variable radius pulley 186 and rotates with it around its axis; a second flexible transmission element 188 with one of its ends coupled to the second constant-radius pulley 187; and a traction spring 189 with one end coupled to the second flexible transmission element 188 and its other end coupled to the frame 1 1 by the attachment means 177.
  • a radius of the variable radius pulley 186 increases the arm of the first flexible element of transmission 185 when the tension of the tension spring 189 increases, preventing the tension of the first flexible transmission element 185 from increasing strongly, which prevents the force exerted by the right foot to overcome the tension of the tension spring 189 to experience a strong increase during the descent of the pedal 16.
  • the same result would be achieved by replacing the variable radius pulley 186 by a constant radius pulley 190 and the second constant radius pulley 187 by a variable radius pulley 191, preferably decreasing.
  • FIGS. 12a, 12b, 12c, 12d and 12e can act, in addition to rear return mechanisms 41, as front return mechanisms 25, replacing the latter if their springs 48, 50, 51, 189 are designed to overcome the weight of the pedal 16 and turn it upwards 67 (see FIG 2) at the necessary speed.
  • FIGS. 13b, 13c, 13d and 13e show four exemplary embodiments in which the guide element 37 comprises a peripheral grooved region 89, 90, 91, 92 of decreasing radius and the transmission means 31 is a chain 80 (FIG. 13b); a cable 93 (FIG 13c); a rope 94 (FIG 13d); and a belt 95 (FIG.13e), which are coupled and guided, during the first angular stroke a, in the grooved peripheral region 89, 90, 91, 92 of the guide element 37, and are engaged, during the second angular stroke ⁇ . , to the guide element 37 by means of the rotation joint 39.
  • the articulation 35 couples the chain 80, the cable 93, the cord 94 and the belt 95 to the pedal 16.
  • the articulations 35, 39 comprise the elements of the articulation 35 described in FIG. FIG. 8b.
  • the chain 80 is coupled to said articulations 35, 39 by means of the coupling elements 138 and attachment means 137 (FIG.13b) described in FIG. 8b; cable 93 by thimbles 192 and cable ties 193 (FIG 13c); rope 94 by thimbles 194 and knots 195 (FIG.13d); and the strap 95 by joining plates 196 and fixing screws 197 (FIG.13e).
  • the transmission mechanism 15 and the elements it comprises perform substantially the same function, in substantially the same way and produce substantially the same result whether the guide element 37 comprises a toothed peripheral zone 79 into which the chain 80 is coupled and guided ( FIG 13a), as if the guide element 37 comprises a peripheral grooved region 89, 90, 91, 92 in which the chain 80 (FIG 13b), the cable 93 (FIG 13c), and the chain are coupled and guided.
  • rope 94 (FIG.13d) or strap 95 (FIG.13e)
  • FIGS. 13a, 13b, 13c, 13d and 13e are "equivalent" to each other.
  • FIG. 14a shows an embodiment of the transmission mechanism 15 in which the guide elements 37, 38 comprise a peripheral surface area 96, the transmission means 31, 32 are sets of articulated elements 33, 34 comprising a rigid base element 97, 98 coupled by a rotation joint 99, 100 to a rigid end element 101, 102, and each of the front return mechanisms 25, 26 comprises a torsion spring 29, 30 arranged around the articulation 22, 23 of its respective pedal 16, 17, with one of its ends coupled to the front of its respective elongated element 20, 21 and its other end coupled to the frame 1 1.
  • Each base rigid element 97, 98 comprises a peripheral peripheral zone 103 which is coupled and guided, during the first angular stroke a, in the peripheral peripheral zone 96 of the guide elements 37, 38.
  • peripheral peripheral zone 96 of the guide elements 37, 38 of FIG. 14a is cylindrical, said peripheral peripheral zone 96 may take the form of other surfaces, such as, for example, one or more non-cylindrical flat or curved surfaces.
  • the freewheeling mechanisms 58, 59 are unidirectional bearings 75, 76, which may be coupled to their respective guide elements 37, 38 by a key 77 and a retaining ring 78 (see FIG 8c). The movement of the elements is similar to that described in FIG.
  • the sets of articulated elements 33, 34 connect the pedals 16, 17 with the guide elements 37, 38 and during the pedaling move downwards 68 and upwards 69, converting the oscillating movement downwards 66 and upwards 67 of the pedals 16, 17 about their axis of rotation 24 in oscillating movement in the clockwise direction 70 (counterclockwise in FIG.14a) and counterclockwise 71 (clockwise in FIG. 14a), according to a right side view of the vehicle 10, of the guide elements 37, 38 about the axis of rotation 57 of the transmission shaft 54.
  • FIG. 14b shows the sequence of movement of the guide element 37 and the transmission means 31 of FIG. 14a, the latter configured as a set of articulated elements 33.
  • FIGS. 15a, 15b, 15c, 15d and 15e show in greater detail the movement of the aforementioned elements.
  • the angular stroke of the rotary movement of the guide element 37 in the clockwise direction 70 according to a right side view of the vehicle 10, which occurs during the downward rotary movement 66 of the pedal 16 (see in FIG 14a the clockwise rotation 66) , comprises a first angular stroke ⁇ (see FIGS 14b and 15c) and a second angular stroke ⁇ (see FIGS 14b and 15c).
  • the peripheral peripheral zone 103 of the rigid base element 97 of the assembly of articulated elements 33 is coupled and guided in the peripheral surface area 96 of the guide element 37, maintaining both surface contact peripheral peripheral areas 103, 96.
  • the driving arm of the extreme rigid element 101 of the assembly of articulated elements 33 decreases from a driving arm (see FIG 15a) when the pedal 16 is in its extreme position top (see FIG. 14a) to an actuating arm L 2 (see FIG. 15a) corresponding to the position shown in FIG. 15c.
  • the peripheral peripheral zone 103 of the rigid base element 97 of the assembly of articulated elements 33 has left the peripheral peripheral zone 96 of the guide element 37 and said rigid base element 97. it is coupled to the guide element 37 only by means of the rotation joint 39, in such a way that the guide element 37 acts as a crank whose radius is L 2 and the set of articulated elements 33 acts as a connecting rod which at its bottom dead center acts as lower stop of pedal 16 when pedal is in its lower extreme position (see FIGS 14a and 15e).
  • FIG. 15c shows the position of the guide element 37 and the rigid base element 97 in which both elements pass from being coupled maintaining in surface contact their respective peripheral peripheral areas 103, 96 to be coupled only by the rotation joint 39, corresponding the angle ⁇ to the angle rotated by the guide element 37 from the beginning of its rotary movement in the clockwise direction 70 (FIG 15a) to the position indicated in FIG. 15c, and the angle ⁇ to angle rotated by the guide element 37 from this latter position until the end of its rotational movement in the clockwise direction 70 (FIG.15e).
  • Different embodiments are possible by modifying the values of the angular races ⁇ , ⁇ and the driving arms LL 2 of the extreme rigid element 101 of the assembly of articulated elements 33.
  • FIG. 1e shows that once the end of the rotational movement in the clockwise direction of the guide element 37 is reached, the tension of the traction spring 48 of the rear return mechanism 41, through the flexible transmission element 46 and the constant radius pulley 43 (see FIGS.14a and 12a), the guide element 37 rotates counterclockwise 71, which moves upwardly the set of articulated elements 33.
  • FIGS. 16a, 16b, 16c and 16d show the sequence of movement of a guide element 37 comprising a peripheral surface area 96 and a set of articulated elements 33 comprising an intermediate rigid element 104 with one of its ends coupled by a rotation joint 105 to a rigid base member 106 and its other end coupled by a pivot link 107 to a rigid end member 108.
  • the rigid base member 106 and the intermediate rigid member 104 of the articulated member assembly 33 comprise respective peripheral surface areas 1 09, 1 10 (see FIG 16d).
  • the rigid base element 1 06 is coupled to the guide element 37 by the rotation joint 39 and the end rigid element 108 is coupled to the pedal 16 by the link 35.
  • the angular stroke of the rotary movement of the guide element 37 in the clockwise direction 70 comprises a first angular stroke ⁇ (see FIG 1 1 6c) and a second angular travel ⁇ (see FIG 16c).
  • the peripheral peripheral zone 109 of the rigid base element 106 of the assembly of articulated elements 33 has left the peripheral peripheral zone 96 of the guide element 37 and said base rigid element 106 is coupled to the guide element 37 only by means of the rotation joint 39, in such a way that the guide element 37 acts as a crank whose radius is L 2 and the set of articulated elements 33 acts as a connecting rod which at its point The lower dead end acts as the lower stop of the pedal 16 when it is in its lower extreme position (see FIG 16d).
  • FIG. 16c shows the position of the guide element 37 and the assembly of articulated elements 33 in which both elements pass from being coupled, maintaining in surface contact their respective peripheral surface areas 96, 109 to be coupled only by means of the rotation joint 39, the angle ⁇ corresponding to the angle rotated by the guide element 37 from the start of its rotary movement in the clockwise direction 70 (FIG 16a) to the position indicated in FIG. 16c, and the angle ⁇ to the angle rotated by the guide element 37 from this latter position until the end of its rotary movement in the clockwise direction 70 (FIG 16d).
  • Different embodiments are possible by modifying the values of the angular races ⁇ , ⁇ and the drive arms L 1 5 L 2 of the end rigid element 108 of the assembly of articulated elements 33.
  • FIG. 16d shows that once the end of the rotational movement in the clockwise direction of the guide element 37 is reached, the tension of the traction spring 48 of the rear return mechanism 41, through the flexible transmission element 46 and the constant radius pulley 43 (see FIGS 2 and 12a), the guide element 37 rotates counterclockwise 71, which moves upwards the set of articulated elements 33 upwards.
  • each set of articulated elements 33, 34 could comprise more than three rigid elements, but their construction and operation would be more complex.
  • each set of articulated elements 33, 34 could comprise a single rigid element, in which case the guide elements 37, 38 would be configured as cranks and the sets of articulated elements 33, 34 would be configured as connecting rods coupled to the guide elements 37, 38 by means of the rotation joints 39, 40 and coupled to the pedals 16, 17 by means of the articulations 35, 36.
  • the angular stroke of the guide elements 37, 38 would only comprise the second angular stroke ⁇ .
  • FIG. 17 shows an embodiment of the frame 1 1 comprising the following elements, already described above: a steering tube 1 12 to which the bearings 1 13, 1 14 of the steering mechanism 12 are coupled; a base element 1 1 1; one or two front curved tubes 1 15, 1 16; two upper stops 128, 129 for the pedals 16, 17; a front transverse tube 1 17 to which the axle 1 18 of the articulations 22, 23 of the pedals 16, 17 is coupled; a support 1 19 for the front transverse tube 1 17; a rear transverse tube 120; a rear curved tube 121; two ferrules 122, 123; two lower braces 124, 125; two upper straps 126, 127; and two lower stops 130, 131 which act as safety elements and may comprise rubber stops or compression springs.
  • one or two front curved tubes 1 15, 1 16 and a rear curved tube 121 passing through a base element 1 1 1 pierced from one side to the other and welded thereto on each of said sides provides a frame 1 1 more robust.
  • Coupled used in the description and the claims should not be construed as limiting direct connections between elements only, so it may also comprise connections that include intermediate elements between the coupled elements. Furthermore, the term “coupled” does not necessarily mean “in a fixed position or relationship” since it may include connections that allow a relative movement between the coupled elements. It is also noted that the term “elongate element” used in the description and the claims should not be construed as limiting elements with rectilinear forms only, whereby said expression may include elements with other shapes that comply with being longer than wide.

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Abstract

Vehículo de propulsión humana que comprende un bastidor, un mecanismo de dirección, una rueda delantera, una rueda trasera y un mecanismo de transmisión que comprende: dos pedales que giran independientemente alrededor de un eje de rotación entre una posición extrema superior y una posición extrema inferior; unos medios de transmisión con un extremo inferior acoplado a la parte trasera de un respectivo pedal; unos elementos guía que en una primera carrera angular (α) de su movimiento rotatorio en sentido horario guían a los respectivos medios de transmisión y en una segunda carrera angular (β) están articulados a su extremo superior; un mecanismo de retorno delantero para cada pedal; un mecanismo de retorno trasero para cada elemento guía; unos mecanismos de rueda libre acoplados a los respectivos elementos guía y a un eje de transmisión; y unos medios de transmisión de potencia del eje de transmisión a la rueda trasera.

Description

D E S C R I P C I Ó N
"VEHÍCULO DE PROPULSIÓN HUMANA CON MECANISMO DE TRANSMISIÓN
ACCIONADO POR LOS PIES"
Sector técnico de la invención
La presente invención se refiere a un vehículo de propulsión humana que se conduce en posición de pie, más particularmente a un patinete, en el sentido más amplio, con un mecanismo de transmisión que transmite a la rueda trasera la potencia desarrollada por el conductor al accionar dos pedales con sus pies.
Antecedentes de la invención
El vehículo de propulsión humana más popular es la bicicleta. Las bicicletas son propulsadas accionando con los pies un par de pedales articulados a dos manivelas desfasadas un ángulo de 180e, por lo que tienen la limitación de que cada pedal presenta dos puntos muertos (superior e inferior) en cada ciclo. Además, cuando el conductor está sentado debe inclinar hacia adelante la parte superior de su cuerpo, con lo que una buena parte de su peso se apoya sobre el sillín y el manillar, lo que con frecuencia produce dolor y molestias en los brazos, los hombros, la espalda y la región pélvica. Las bicicletas reclinadas alivian algunas de las limitaciones de las bicicletas convencionales, pero su posición horizontal hace que sean más difíciles de manejar y más peligrosas, al ser menos visibles para los demás vehículos.
Otro vehículo de propulsión humana es el patinete, que es propulsado impulsándose con un pie contra el suelo mientras el otro pie se mantiene sobre una plataforma fijada al bastidor del vehículo, por lo que es menos estable que la bicicleta y más cansado de conducir.
Otro vehículo de propulsión humana es el patinete propulsado por medio de pedales. Estos vehículos se conducen en posición de pie y son propulsados por la potencia desarrollada por el conductor accionando con los pies uno o dos pedales, y, en ocasiones, también accionando con las manos dos palancas. Su conducción en posición de pie, similar a la posición natural utilizada por el ser humano para andar o correr, los hace más ergonómicos que la posición encorvada del ciclista, eliminando el dolor y las molestias físicas antes citadas.
Los mecanismos de transmisión descritos en la mayoría de patentes de vehículos propulsados por medio de pedales se basan principalmente en el uso de palancas, articulaciones, engranajes y mecanismos de manivela-manubrio, manivela- pedal, manivela-biela y cadena-piñón. Cuando el vehículo tiene dos pedales, estos se pueden mover de forma independiente el uno del otro (mediante el uso de mecanismos de rueda libre) o de forma dependiente (un pedal baja mientras el otro sube). En la mayoría de vehículos, los pies del conductor describen un movimiento rotatorio (continuo u oscilante) o elíptico (como en un aparato elíptico de gimnasio).
Ejemplos de vehículos propulsados por medio de dos pedales con movimiento independiente el uno del otro, particularmente con un movimiento de los pies rotatorio oscilante, son los que se describen en los siguientes documentos de patentes: US 5121654, DE 4319104, US 6648355 y WO 2010/022903.
Por otra parte, ejemplos de vehículos propulsados por medio de dos pedales cuyo movimiento es dependiente el uno del otro, son los que se describen en los siguientes documentos de patentes: WO 2002/030732 (con movimiento de los pies rotatorio oscilante), WO 2008/063499 (con movimiento de los pies elíptico), WO 2010/020726 (con movimiento de los pies rotatorio continuo) y WO 201 1/061 128 (con movimiento de los pies elíptico).
Las bicicletas y la mayoría de patentes de vehículos propulsados por medio de pedales presentan una o varias de las siguientes limitaciones:
- mecanismos complicados o difíciles de fabricar;
- partes propensas a la rotura por tensiones mecánicas excesivas y/o fatiga;
- excesivas pérdidas por fricción;
- dos puntos muertos por ciclo (posición superior e inferior de los pedales);
- los pedales limitan su movimiento descendente impactando con el bastidor; - obstáculos entre los pies, lo que dificulta montar y desmontar del vehículo;
- separación entre ambos pies excesiva, lo que produce molestias físicas y aumenta el balanceo lateral del vehículo durante el pedaleo;
- movimiento de los pedales no independiente, lo que produce incomodidad e inseguridad de conducción;
- tamaño excesivo del vehículo, lo que dificulta su transporte o almacenamiento; y
- posición de conducción poco ergonómica.
El objeto de la presente invención es la producción de un vehículo de propulsión humana conducido en posición de pie, propulsado por medio de dos pedales, utilizable para el ejercicio, la diversión o el transporte, que supere todas las limitaciones antes mencionadas y tenga una eficiencia mecánica aceptable. Explicación de la invención
Con objeto de aportar una solución a los problemas planteados, se da a conocer un vehículo de propulsión humana que comprende un bastidor, un mecanismo de dirección acoplado al bastidor, una rueda delantera acoplada al mecanismo de dirección, una rueda trasera acoplada al bastidor y un mecanismo de transmisión. El mecanismo de transmisión comprende:
- un primer y un segundo pedal situados respectivamente en el lado derecho e izquierdo del vehículo, acoplados al bastidor mediante unas respectivas articulaciones provistas en el extremo delantero de los pedales, permitiendo que los pedales giren independientemente alrededor de un eje de rotación siendo susceptibles de adoptar posiciones entre una posición extrema superior y una posición extrema inferior;
- un primer y un segundo mecanismo de retorno delantero para el primer y el segundo pedal, respectivamente;
- un primer y un segundo elemento guía, de movimiento rotatorio;
- un primer y un segundo mecanismo de retorno trasero para el primer y el segundo elemento guía, respectivamente;
- unos primeros y unos segundos medios de transmisión, distinguiéndose en cada uno dos extremos, uno inferior acoplado a la parte trasera de un respectivo pedal y otro superior vinculado mecánicamente a un respectivo elemento guía;
- un eje de transmisión acoplado al bastidor de modo giratorio alrededor de un eje de rotación;
- un primer y un segundo mecanismo de rueda libre, cada uno acoplado al eje de transmisión y a un respectivo primer o segundo elemento guía; y
- unos medios de transmisión de potencia del eje de transmisión a la rueda trasera. En el citado mecanismo de transmisión, la carrera angular del movimiento rotatorio de los elementos guía en el sentido horario, según una vista lateral derecha del vehículo, comprende:
- una primera carrera angular en la que los medios de transmisión están acoplados y guiados en una zona periférica de los elementos guía que tiene un radio constante o variable centrado en el eje de rotación del eje de transmisión, lo que permite que los pedales no tengan puntos muertos superiores; y
- una segunda carrera angular en la que los elementos guía están acoplados al extremo superior de los medios de transmisión mediante unas respectivas articulaciones de rotación, de tal forma que los medios de transmisión actúan como bielas y los elementos guía actúan como manivelas, lo que permite que la fuerza ejercida por los pies experimente un mayor incremento que en la primera carrera angular.
En dicho mecanismo de transmisión, la fuerza ejercida por los pies del conductor del vehículo sobre los pedales hace girar hacia abajo los pedales alrededor de su eje de rotación, desplazando hacia abajo los medios de transmisión, los cuales hacen girar en el sentido horario los elementos guía alrededor del eje de rotación del eje de transmisión. Los mecanismos de retorno delantero hacen girar hacia arriba los pedales alrededor de su eje de rotación y los mecanismos de retorno trasero hacen girar en el sentido antihorario los elementos guía alrededor del eje de rotación del eje de transmisión, desplazando hacia arriba los medios de transmisión. Los mecanismos de rueda libre convierten el movimiento rotatorio oscilante de los elementos guía en un movimiento rotatorio continuo del eje de transmisión, que los medios de transmisión de potencia transmiten a la rueda trasera para hacerla girar en el sentido de avance que impulsa el vehículo hacia delante.
Según otra característica de la invención, en la segunda carrera angular los medios de transmisión actúan como bielas que en su punto muerto inferior actúan como topes inferiores de los pedales cuando éstos están en su posición extrema inferior, lo que evita que los pedales impacten con el bastidor para limitar su movimiento rotatorio descendente, proporcionando un pedaleo más suave en el tramo final de descenso de los pedales.
Conforme a otra característica de la invención, cada uno de los pedales comprende un elemento alargado en cuyo extremo delantero se encuentra la respectiva articulación del pedal y en cuya parte trasera está provista una respectiva articulación que acopla el pedal al extremo inferior de sus respectivos medios de transmisión; y una respectiva plataforma, para el apoyo de un correspondiente pie, fijada al elemento alargado.
De acuerdo con otra característica de la invención, el eje de transmisión se encuentra situado por encima de la rueda trasera y los medios de transmisión están acoplados al extremo trasero de los pedales y centrados transversalmente con éstos, por lo que durante el funcionamiento del vehículo los medios de transmisión están situados detrás de las piernas del conductor y no entre ellas, lo que disminuye la separación lateral entre los dos pies hasta valores más ergonómicos, significativamente inferiores a los de una bicicleta, y reduce considerablemente el balanceo lateral del vehículo durante el pedaleo, disminuyendo el cansancio del conductor producido por el esfuerzo realizado con sus manos para controlar el balanceo del manillar.
Según una realización de la invención, los elementos guía comprenden una zona periférica dentada y los medios de transmisión son cadenas que están acopladas y guiadas, durante la primera carrera angular, en la zona periférica dentada de los elementos guía.
Preferiblemente, en dicha realización las articulaciones de rotación que acoplan el extremo superior de las cadenas a los elementos guía son las articulaciones que unen entre sí los dos últimos eslabones del extremo superior de las cadenas, estando el último de estos dos eslabones fijado a los elementos guía mediante un tornillo, una tuerca y unos medios de acoplamiento.
En otra característica de la citada realización, los elementos guía están provistos de unos protectores de cadena anti-atrapamiento de dedos, para evitar accidentes con los dedos de la mano.
Conforme a otra realización de la invención, los elementos guía comprenden una zona periférica no dentada y los medios de transmisión son cadenas que están acopladas y guiadas, durante la primera carrera angular, en la zona periférica no dentada de los elementos guía.
De acuerdo con otra realización de la invención, los elementos guía comprenden una zona periférica acanalada y los medios de transmisión son cadenas, cables, cuerdas o correas que están acoplados y guiados, durante la primera carrera angular, en la zona periférica acanalada de los elementos guía.
Conforme a otra característica de la invención, el radio de la zona periférica de los elementos guía en la que están acoplados y guiados, durante la primera carrera angular, los medios de transmisión de las realizaciones anteriores es decreciente, de tal forma que el radio de la zona periférica en las articulaciones de rotación de los elementos guía con los medios de transmisión es menor que el radio de la zona periférica en el punto inicial de contacto de los elementos guía con los medios de transmisión cuando los pedales están en su posición extrema superior. El que el radio de la zona periférica de los elementos guía sea decreciente aporta las ventajas que se comentan a continuación:
- la fuerza ejercida por los pies aumenta progresivamente mientras los pedales descienden, durante la primera carrera angular; - la relación de transmisión varía durante el descenso de los pedales, lo que habilita zonas de pedaleo para ascenso de pendientes (cercanas a la posición extrema superior de los pedales) o para velocidad (cercanas a la posición extrema inferior);
- los medios de transmisión se retiran hacia atrás al descender los pedales, lo que evita que las piernas interfieran con ellos cuando los medios de transmisión están acoplados al extremo trasero de los pedales; y
- los medios de transmisión se mantienen prácticamente perpendiculares a los pedales durante la mayor parte del descenso de éstos, lo que aumenta su eficiencia mecánica.
Según otra realización de la invención, cada elemento guía comprende una zona periférica superficial, los medios de transmisión son conjuntos de elementos articulados en los que cada conjunto comprende un elemento rígido base acoplado mediante una articulación de rotación a un elemento rígido extremo, cada elemento rígido base comprende una zona periférica superficial que está acoplada y guiada, durante la primera carrera angular, en la zona periférica superficial de su respectivo elemento guía, y cada elemento rígido base está acoplado, durante la segunda carrera angular, a su respectivo elemento guía mediante la articulación de rotación que acopla el elemento guía al extremo superior de los medios de transmisión. Esta realización tiene la ventaja de una mayor simplicidad constructiva, y es más silenciosa si entre las citadas zonas periféricas superficiales se colocan placas de goma o elastómero.
Conforme a otra realización de la invención, cada elemento guía comprende una zona periférica superficial, los medios de transmisión son conjuntos de elementos articulados en los que cada conjunto comprende un elemento rígido intermedio con uno de sus extremos acoplado mediante una articulación de rotación a un elemento rígido base y su otro extremo acoplado mediante una articulación de rotación a un elemento rígido extremo, el elemento rígido base y el elemento rígido intermedio de cada conjunto de elementos articulados comprenden unas respectivas zonas periféricas superficiales que están acopladas y guiadas, ambas zonas o una de dichas zonas, durante la primera carrera angular, en la zona periférica superficial de su respectivo elemento guía, y cada elemento rígido base está acoplado, durante la segunda carrera angular, a su respectivo elemento guía mediante la articulación de rotación que acopla el elemento guía al extremo superior de los medios de transmisión.
Según otra realización de la invención, cada uno de los mecanismos de retorno trasero comprende: - una polea de radio constante o de radio decreciente fijada a su respectivo elemento guía y giratoria solidariamente con él;
- un elemento flexible de transmisión acoplado en la canal de la polea de radio constante o de radio decreciente; y
- un muelle de tracción con un extremo acoplado al elemento flexible de transmisión y su otro extremo acoplado al bastidor.
Preferiblemente, en dicha realización el acoplamiento de cada uno de los elementos guía a su respectivo mecanismo de rueda libre se realiza a través de una pieza cilindrica hueca fijada al elemento guía y provista de una canal, constituyendo el conjunto de canal y pieza cilindrica hueca la polea de radio constante en cuya canal está acoplado el elemento flexible de transmisión del mecanismo de retorno trasero; estando alojado en el interior de la pieza cilindrica hueca un cojinete unidireccional cuyo anillo interior está acoplado al eje de transmisión y cuyo anillo exterior está acoplado a la pieza cilindrica hueca mediante una chaveta; estando además acoplado en el interior de la pieza cilindrica hueca un anillo de retención del movimiento lateral del cojinete unidireccional respecto de la pieza cilindrica hueca.
De acuerdo con otra realización de la invención, cada uno de los mecanismos de retorno trasero comprende un muelle de torsión helicoidal o en espiral dispuesto alrededor del eje de rotación del eje de transmisión, con un extremo acoplado a su respectivo elemento guía y su otro extremo acoplado al bastidor mediante un elemento rígido o un elemento flexible de transmisión.
Según otra característica de la invención, los mecanismos de retorno trasero y los mecanismos de retorno delantero son un mismo mecanismo susceptible de actuar como mecanismo de retorno trasero y como mecanismo de retorno delantero. Preferiblemente, es el mecanismo de retorno trasero el que es capaz de actuar también como mecanismo de retorno delantero.
En otra realización de la invención, cada uno de los mecanismos de retorno delantero comprende un muelle de tracción o de torsión, con un extremo acoplado a la parte delantera de su respectivo pedal y su otro extremo acoplado al bastidor.
Conforme a otra característica de la invención, los medios de transmisión de potencia, que transmiten la potencia del eje de transmisión a la rueda trasera, comprenden:
- un plato fijado al eje de transmisión;
- un piñón acoplado a la rueda trasera mediante un cambio interno de buje; y - una cadena de transmisión que transmite la potencia desde el plato al piñón, pudiendo estar provista de un tensor de cadena.
En otra realización de la invención, el bastidor comprende un elemento base que une una parte delantera con una parte trasera del bastidor y está situado debajo de los pedales, lo que evita que existan obstáculos entre los pies, facilita montar y desmontar del vehículo y proporciona mayor seguridad y comodidad de conducción.
Conforme a otra característica de dicha realización de la invención, el bastidor comprende:
- un tubo de dirección al cual están acoplados unos cojinetes del mecanismo de dirección;
- uno o dos tubos curvados delanteros que unen el tubo de dirección con la parte delantera del elemento base;
- un tubo transversal delantero al cual está acoplado el eje de las articulaciones de los pedales;
- un soporte que une el tubo transversal delantero con la parte delantera del elemento base;
- un tubo transversal trasero situado por encima de la rueda trasera y al cual está acoplado el eje de transmisión mediante unos cojinetes;
- un tubo curvado trasero que une el tubo transversal trasero con la parte trasera del elemento base;
- dos punteras en las que se acopla la rueda trasera;
- dos tirantes inferiores que unen la parte trasera del elemento base con las respectivas punteras; y
- dos tirantes superiores que unen el tubo transversal trasero con las respectivas punteras.
Según otra realización de la invención, el bastidor comprende un primer y un segundo tope superior para el primer y el segundo pedal, respectivamente, que impiden que los pedales sobrepasen su posición extrema superior.
Finalmente, en otra realización de la invención, el bastidor comprende un primer y un segundo tope inferior de seguridad para el primer y el segundo pedal, respectivamente, que limitan el movimiento rotatorio descendente de los pedales en caso de avería del mecanismo de transmisión.
El vehículo de la presente invención supera todas las limitaciones antes mencionadas, aportando además las ventajas que se comentan a continuación: - el movimiento de los dos pedales es independiente el uno del otro, por lo que el conductor puede pedalear accionando simultánea o alternativamente los dos pedales, pedalear accionando con un pie uno de los pedales mientras mantiene el otro pie en reposo sobre el otro pedal, o no pedalear manteniendo ambos pies en reposo sobre los pedales, lo que proporciona mayor comodidad de conducción;
- las pérdidas por fricción son similares a las de una bicicleta, lo que permite obtener una eficiencia mecánica aceptable;
- el mecanismo de dirección puede comprender un elemento plegable que permita que el vehículo pueda almacenarse en posición vertical ocupando una superficie de sólo 33 cm x 79 cm, similar a la de una bicicleta plegable, lo que facilita su almacenamiento o transporte;
- la posición de conducción del vehículo es más alta que la de una bicicleta, por lo que el conductor no sólo tiene una mejor visibilidad del tráfico, sino que también es más visible para los demás vehículos;
- el vehículo se conduce en una posición de pie similar a la utilizada por el ser humano para andar o correr, por lo que su conducción es más ergonómica que la de una bicicleta conducida en posición de sentado, resolviendo problemas como el dolor y las molestias en los brazos, los hombros, la espalda y la región pélvica;
- el conductor apenas se fatiga si pedalea como si caminara, apoyando un pie sobre uno de los pedales situado en su posición extrema inferior antes de empujar el otro pedal con el otro pie, lo que permite regular la fuerza ejercida por los pies, regulación que también ejerce un ciclista cuando pedalea sentado sobre el sillín; y
- el vehículo es fácil de conducir y puede ser usado por todo tipo de personas, incluso niños y personas mayores, para el ejercicio, la diversión o el transporte.
Breve descripción de los dibujos
Para una mejor comprensión de la descripción y las reivindicaciones se acompañan unos dibujos que, sólo a título de ejemplos, ilustran algunos casos prácticos de realizaciones de la invención, con el entendimiento explícito de que no van a ser utilizados para limitar el alcance o el significado de las reivindicaciones. En dichos dibujos:
la FIG. 1 a es una vista en perspectiva, con despiece parcial de elementos, de una realización del vehículo de la invención en la que los elementos guía comprenden una zona periférica dentada y los medios de transmisión son cadenas; la FIG. 1 b es una vista lateral que muestra la primera y la segunda carrera angular del movimiento rotatorio en el sentido horario de uno de los elementos guía de la FIG. 1 a; la FIG. 2 es una vista en perspectiva de un despiece parcial del mecanismo de transmisión del vehículo de la FIG. 1 a;
la FIG. 3 es una vista en perspectiva del vehículo de la FIG. 1 a con los pedales en su posición extrema superior;
la FIG. 4 es una vista en perspectiva del vehículo de la FIG. 1 a con los pedales en su posición extrema inferior y los elementos guía con protectores de cadena;
las FIGS. 5a, 5b, 5c, 5d y 5e son vistas en proyección paralela del movimiento de uno de los elementos guía de la FIG. 1 a y su correspondiente cadena;
las FIGS. 6a, 7a y 7b son vistas esquemáticas de la secuencia del movimiento rotatorio de uno de los elementos guía en su primera y segunda carrera angular, cuando el radio de la zona periférica de dicho elemento guía es constante (FIG. 6a) y cuando dicho radio sigue una curva en espiral logarítmica (FIGS. 7a y 7b);
las FIGS. 6b, 6c, 7c y 7d muestran las curvas que representan la evolución del brazo de accionamiento de una de las cadenas y la fuerza de tracción soportada por ésta, en relación con la carrera angular de los elementos guía de las FIGS. 6a, 7a y 7b, respectivamente, con un momento constante en el eje de transmisión;
las FIGS. 8a, 8b y 8c son vistas en perspectiva de una primera realización de uno de los elementos guía con sus componentes mostrados ensamblados y en despiece; la FIG. 8d es una vista en perspectiva de una segunda realización de uno de los elementos guía con despiece de sus componentes;
las FIGS. 9a y 9b son vistas en proyección paralela de una realización del eje de transmisión, mostrando los elementos ensamblados que lo componen y un despiece de dicho eje, respectivamente;
las FIGS. 10a y 10b son una vista en proyección paralela de una primera realización de la articulación de una de las cadenas con su respectivo elemento guía, y su correspondiente vista en despiece;
las FIGS. 10c y 10d son una vista en proyección paralela de una segunda realización de la articulación de una de las cadenas con su respectivo elemento guía, y su correspondiente vista en despiece;
la FIG. 10e es una vista de una realización como la de la FIG. 10c con la diferencia de que el elemento guía comprende una zona periférica no dentada;
las FIGS. 1 1 a, 1 1 b, 1 1 c y 1 1 d son vistas en proyección paralela de cuatro realizaciones de la articulación de una de las cadenas con su respectivo pedal;
las FIGS. 12a, 12b, 12c, 12d y 12e son vistas en proyección paralela de cinco realizaciones de uno de los mecanismos de retorno trasero;
las FIGS. 13a, 13b, 13c, 13d y 13e son vistas en proyección paralela de cinco realizaciones de uno de los elementos guía en las que la primera comprende una zona periférica dentada, mientras que las restantes comprenden una zona periférica acanalada; la FIG. 14a es una vista parcial en proyección paralela de una realización del mecanismo de transmisión en la que los elementos guía comprenden una zona periférica superficial y los medios de transmisión son conjuntos de elementos articulados que comprenden dos elementos rígidos articulados en serie;
la FIG. 14b es una vista lateral que muestra la primera y la segunda carrera angular del movimiento rotatorio de uno de los elementos guía de la FIG. 14a;
las FIGS. 15a, 15b, 15c, 15d y 15e son vistas en proyección paralela del movimiento de uno de los elementos guía de la FIG. 14a y su correspondiente conjunto de elementos articulados;
las FIGS. 16a, 16b, 16c y 16d son vistas en proyección paralela de una realización en la que los medios de transmisión son conjuntos de elementos articulados que comprenden tres elementos rígidos articulados en serie; y
la FIG. 17 es una vista en perspectiva de una realización del bastidor del vehículo.
Descripción detallada de los dibujos
La presente invención comprende cinco modos preferentes de realización del vehículo 10 según las agrupaciones siguientes de los elementos (sólo ilustrados en las figuras los elementos del lado derecho) comprendidos entre el eje de rotación 24 de los pedales 16, 17 y el eje de transmisión 54 del vehículo 10:
- pedal 16, 17 - cadena 80, 81 - elemento guía 37, 38 con zona periférica dentada 79 - mecanismo de rueda libre 58, 59 (ilustrado en las FIGS. 1 a, 1 b, 2, 3, 4, 5a, 5b, 5c, 5d, 5e, 6a, 6b, 6c, 7a, 7b, 7c, 7d, 8a, 8b, 8c, 8d, 10a, 10b, 10c, 10d, 1 1 a, 1 1 b, 1 1 c, 1 1 d, 12a, 12b, 12c, 12d, 12e y 13a);
- pedal 16, 17 - cadena 80, 81 - elemento guía 37, 38 con zona periférica no dentada 88 - mecanismo de rueda libre 58, 59 (ilustrado en la FIG. 10e);
- pedal 16, 17 - cadena 80, 81 , cable 93, cuerda 94 o correa 95 - elemento guía 37, 38 con zona periférica acanalada 89, 90, 91 , 92 - mecanismo de rueda libre 58, 59 (ilustrado en las FIGS. 13b, 13c, 13d y 13e); - pedal 16, 17 - elemento rígido extremo 101 , 102 - elemento rígido base 97, 98 - elemento guía 37, 38 con zona periférica superficial 96 - mecanismo de rueda libre 58, 59 (ilustrado en las FIGS. 14a, 14b, 15a, 15b, 15c, 15d y 15e); y
- pedal 16, 17 - elemento rígido extremo 108 - elemento rígido intermedio 104 - elemento rígido base 106 - elemento guía 37, 38 con zona periférica superficial 96 - mecanismo de rueda libre 58, 59 (ilustrado en las FIGS. 16a, 16b, 16c y 16d).
De los cinco modos de realizar el vehículo 10, el preferido es el primero de los citados anteriormente, correspondiente al mecanismo "pedal 16, 17 - cadena 80, 81 - elemento guía 37, 38 con zona periférica dentada 79 - mecanismo de rueda libre 58, 59", que, como la mayoría de bicicletas, utiliza cadenas acopladas a elementos dentados como medios de transmisión. A continuación, se hace una exposición detallada de los modos de realización de la invención, haciendo referencia a las figuras que los ilustran.
Las FIGS. 3 y 4 muestran un vehículo 10 de propulsión humana al que se refiere la presente invención, que comprende:
- un bastidor 1 1 , que puede estar fabricado con las mismas técnicas y materiales que un bastidor de bicicleta, tales como tubos o perfiles de aleación de aluminio (6061 o 7005), acero (normal o Cromoly) o titanio unidos mediante soldadura, o una sola pieza (monocoque) fabricada en fibra de carbono, y puede estar diseñado como se ilustra en las FIGS. 1 a, 3, 4 y 17, comprendiendo un elemento base 1 1 1 que une la parte delantera con la parte trasera del bastidor 1 1 y está situado en la parte inferior del bastidor 1 1 , lo que evita que existan obstáculos entre los pies;
- un mecanismo de dirección 12 acoplado al bastidor 1 1 , que puede comprender los mismos elementos que un mecanismo de dirección de bicicleta, tales como: una horquilla; unos cojinetes de dirección; un tubo de dirección; una potencia; un manillar (al que pueden estar acoplados dos puños, una maneta del freno delantero, una maneta del freno trasero y un mando para accionar el cambio); un elemento plegable 132 para girar el manillar hacia abajo y facilitar el almacenaje o el transporte del vehículo 10; y un elemento telescópico 133 para subir o bajar la altura del manillar;
- una rueda delantera 13, que puede ser una rueda de bicicleta, acoplada rotatoriamente al mecanismo de dirección 12;
- una rueda trasera 14, que puede ser una rueda de bicicleta, acoplada rotatoriamente al bastidor 1 1 ; y
- un mecanismo de transmisión 15, representado en detalle en las FIGS. 1 a y 2. Las FIGS. 1 a y 2 muestran un despiece parcial del mecanismo de transmisión 15 del vehículo 10 de las FIGS. 3 y 4, que comprende:
- un par de pedales 16, 17, uno para cada pie, acoplados al bastidor 1 1 mediante unas articulaciones 22, 23 que están situadas en el extremo delantero de los pedales 16, 17 y permiten que éstos giren independientemente alrededor de un eje de rotación 24. Cada pedal 16, 17 comprende una plataforma 18, 19 fijada a un elemento alargado
20, 21 , y puede estar formado por una sola pieza (monocoque de fibra de Carbono) o por dos piezas, en cuyo caso los elementos alargados 20, 21 pueden ser tubos o perfiles de aleación de aluminio o acero, y las plataformas 18, 19 pueden ser piezas de plástico moldeado resistente unidas mediante tornillos a los elementos alargados 20,
21 , o ser piezas de tablero de madera contrachapada unidas mediante tornillos a unos soportes fijados a los elementos alargados 20, 21 . Las articulaciones 22, 23 situadas en el extremo delantero de los pedales 16, 17 pueden comprender un eje 1 18 (ver FIG. 17) formado por un tubo redondo que está fijado al bastidor 1 1 y sobresale por ambos lados del bastidor 1 1 , alrededor del cual se acoplan unos cojinetes de fricción o de agujas cuyo anillo exterior está acoplado a unos tubos unidos al extremo delantero de los elementos alargados 20, 21 (ver FIG. 2);
- un mecanismo de retorno delantero 25, 26 para cada pedal 16, 17, comprendiendo cada uno de ellos un muelle de tracción 27, 28 con un extremo acoplado a la parte delantera de su respectivo elemento alargado 20, 21 y su otro extremo acoplado al bastidor 1 1 ;
- un par de medios de transmisión 31 , 32 configurados como cadenas 80, 81 (ver FIG. 2), que pueden ser cadenas de bicicleta o motocicleta, cuyo extremo inferior está acoplado respectivamente a cada pedal 16, 17 mediante unas articulaciones 35, 36 provistas en el extremo trasero de los elementos alargados 20, 21 . En las FIGS. 8b, 1 1 a, 1 1 b, 1 1 c y 1 1 d se muestran cuatro ejemplos de realización de dichas articulaciones 35, 36;
- un par de elementos guía 37, 38 que comprenden una zona periférica dentada 79 de radio decreciente, acoplados al extremo superior de las cadenas 80, 81 mediante unas respectivas articulaciones de rotación 39, 40. Las FIGS. 8c y 8d muestran dos ejemplos de realización de los elementos guía 37, 38 y las FIGS. 10a, 10b, 10c y 10d muestran dos ejemplos de realización de las articulaciones de rotación 39, 40;
- un eje de transmisión 54 que está acoplado al bastidor 1 1 mediante unos cojinetes 55, 56 (ver FIGS. 9a y 9b) y gira alrededor de un eje de rotación 57. Las FIGS. 9a y 9b muestran un ejemplo de realización de dicho eje de transmisión 54;
- un mecanismo de retorno trasero 41 , 42 (ver FIG. 12a) para cada elemento guía 37, 38. Cada mecanismo de retorno trasero 41 , 42 comprende a su vez:
- una polea de radio constante 43, 44 que está fijada al elemento guía 37, 38 (ver FIG. 2) y gira solidariamente con él alrededor del eje de rotación 57 del eje de transmisión 54;
- un elemento flexible de transmisión 46, 47, que puede ser una cuerda o un cable, que está acoplado en la canal de la polea de radio constante 43, 44; y
- un muelle de tracción 48, 49 con uno de sus extremos acoplado al elemento flexible de transmisión 46, 47 y su otro extremo acoplado al bastidor 1 1 ;
- un primer mecanismo de rueda libre 58 acoplado al primer elemento guía 37 y al eje de transmisión 54, y un segundo mecanismo de rueda libre 59 acoplado al segundo elemento guía 38 y al eje de transmisión 54. En las FIGS. 8c, 8d, 9a y 9b se muestran ejemplos de realización de dicho acoplamiento; y
- unos medios de transmisión de potencia 60 que transmiten la potencia del eje de transmisión 54 a la rueda trasera 14 y comprenden:
- un plato 61 , que puede ser un plato de bicicleta, fijado al eje de transmisión 54 (ver en FIGS. 9a y 9b un ejemplo de dicha fijación);
- un piñón 62 acoplado a la rueda trasera 14 mediante un cambio interno de buje 63; y
- una cadena de transmisión 64, que puede ser una cadena de bicicleta, que transmite la potencia del plato 61 al piñón 62 e incorpora un tensor de cadena 65.
El cambio interno de buje 63 podría sustituirse por un buje con un piñón libre, un piñón fijo o un cassette de piñones.
La FIG. 2 muestra que las cadenas 80, 81 conectan los pedales 16, 17 con los elementos guía 37, 38 y durante el pedaleo se mueven hacia abajo 68 y hacia arriba 69, convirtiendo el movimiento oscilante hacia abajo 66 y hacia arriba 67 de los pedales 16, 17 alrededor de su eje de rotación 24 en un movimiento oscilante en sentido horario 70 y antihorario 71 de los elementos guía 37, 38 alrededor del eje de rotación 57 del eje de transmisión 54. Los mecanismos de rueda libre 58, 59 convierten el movimiento rotatorio oscilante de los elementos guía 37, 38 en un movimiento rotatorio continuo en sentido horario 70 del eje de transmisión 54, que es transmitido a la rueda trasera 14 a través del plato 61 , la cadena de transmisión 64 y el piñón 62, para hacerla girar en el sentido de avance 72 (sentido horario en la FIG. 2) que impulsa el vehículo 10 hacia delante. La FIG. 3 muestra el vehículo 10 en su posición de reposo, con los pedales 16, 17 en su posición extrema superior. La FIG. 4 muestra el vehículo 10 provisto de unos protectores de cadena 86, 87 acoplados a los elementos guía 37, 38, y con los pedales 16, 17 en su posición extrema inferior, en la que el conductor mantiene sus pies en reposo. La FIG. 4 muestra asimismo un tope superior 128, 129 para cada pedal 16, 17, al objeto de impedir que los pedales 16, 17 sobrepasen su posición extrema superior. Los topes superiores 128, 129 pueden comprender un tope de goma unido a un elemento fijado al bastidor 1 1 mediante tornillos o soldadura. Los topes superiores 128, 129 de los pedales 16, 17 podrían sustituirse por otros elementos que realicen la misma función, tales como cuerdas, mecanismos articulados o mecanismos limitadores del giro de las articulaciones 22, 23 de los pedales 16, 17.
La mayoría de elementos situados en el lado derecho del vehículo 10 son simétricos a sus correspondientes elementos del lado izquierdo respecto a un plano vertical de simetría que se extiende a lo largo del vehículo 10 y corta al bastidor 1 1 en dos partes simétricas respecto a dicho plano. Por razones de claridad, en las FIGS. 1 b, 5a, 5b, 5c, 5d, 5e, 6a, 7a, 7b, 8a, 8b, 8c, 8d, 10a, 10b, 10c, 10d, 10e, 1 1 a, 1 1 b, 1 1 c, 1 1 d, 12a, 12b, 12c, 12d, 12e, 13a, 13b, 13c, 13d, 13e, 14b, 15a, 15b, 15c, 15d, 15e, 16a, 16b, 16c y 16d se representan sólo los elementos del lado derecho del vehículo.
La FIG. 1 b muestra la secuencia del movimiento del elemento guía 37 y los medios de transmisión 31 de la FIG. 1 a, configurados éstos últimos como una cadena 80 (ver FIG. 2). Las FIGS. 5a, 5b, 5c, 5d y 5e muestran con mayor detalle el movimiento de los citados elementos. La carrera angular del movimiento rotatorio del elemento guía 37 en el sentido horario 70, según una vista lateral derecha del vehículo 10, que se produce durante el movimiento rotatorio descendente 66 del pedal 16 (ver en FIG. 2 el giro en sentido antihorario 66), comprende una primera carrera angular α y una segunda carrera angular β.
En la primera carrera angular α (FIGS. 5a y 5b), la cadena 80 está acoplada y guiada en la zona periférica dentada 79 del elemento guía 37, engranando con sus dientes, de ahí que dicha zona no sea visible en la FIG. 5a al estar tapada por la cadena 80. Durante la primera carrera angular a, el radio de la zona periférica dentada 79 del elemento guía 37 es decreciente, descendiendo desde el radio Ri (mostrado en la FIG. 5a) de la zona periférica dentada 79 en el punto inicial de contacto del elemento guía 37 con la cadena 80 hasta el radio R2 (mostrado en la FIG. 5b) de la zona periférica dentada 79 en la articulación de rotación 39 del elemento guía 37 con la cadena 80.
En cambio, en la segunda carrera angular β (FIGS. 5d y 5e), la cadena 80 ha abandonado la zona periférica dentada 79 y está acoplada al elemento guía 37 únicamente mediante la articulación de rotación 39, de tal forma que el elemento guía 37 actúa como manivela cuyo radio es R2 y la cadena 80 actúa como biela que en su punto muerto inferior actúa como tope inferior del pedal 16 cuando éste está en su posición extrema inferior (ver FIGS. 2 y 5e).
La FIG. 5c muestra la posición de la cadena 80 y el elemento guía 37 en la que ambos elementos pasan de estar engranados a estar acoplados únicamente mediante la articulación de rotación 39, correspondiendo el ángulo α al ángulo girado por el elemento guía 37 desde el inicio de su movimiento rotatorio en el sentido horario 70 (FIG. 5a, posición idéntica a la del vehículo 10 en reposo, mostrada en la FIG. 3) hasta la posición indicada en la FIG. 5c, y el ángulo β al ángulo girado por el elemento guía 37 desde esta última posición hasta el final de su movimiento rotatorio en el sentido horario 70 (FIG. 5e). Diferentes realizaciones son posibles modificando los valores de las carreras angulares α, β, los radios R R2 y las curvas que siguen dichos radios.
En la secuencia mostrada en las FIGS. 5a-5e se aprecia cómo el muelle de tracción 48 del mecanismo de retorno trasero 41 se tensa mientras la cadena 80 se desplaza hacia abajo 68 y el elemento guía 37 gira en sentido horario 70. Particularmente, la FIG. 5e muestra que una vez llegado al final del movimiento rotatorio en el sentido horario 70 del elemento guía 37, la tensión del muelle de tracción 48 del mecanismo de retorno trasero 41 , a través del elemento flexible de transmisión 46 y la polea de radio constante 43 (ver FIGS. 2 y 12a), hace girar en sentido antihorario 71 el elemento guía 37, el cual desplaza hacia arriba 69 la cadena 80. En este sentido, el elemento guía 37 no describe un movimiento rotatorio continuo, sino un movimiento rotatorio oscilante similar al de un balancín.
La FIG. 6a muestra un ejemplo de realización en el que los medios de transmisión 31 son una cadena 80, el elemento guía 37 comprende una zona periférica dentada 79 de radio constante, la primera carrera angular α comprende un ángulo de 100e y la segunda carrera angular β comprende un ángulo de 77e, aproximadamente. Otras realizaciones son posibles, como por ejemplo que la primera carrera angular α esté comprendida entre 0e y 360e, aproximadamente, que la segunda carrera angular β esté comprendida entre 0e y 180e, aproximadamente, o que el radio de la zona periférica 79, 88, 89, 90, 91 , 92 del elemento guía 37 siga una espiral logarítmica, una espiral de Arquímedes, una espiral áurea, una circunferencia excéntrica o una curva convexa formada por dos o más arcos de circunferencia de radios decrecientes en la que los arcos son tangentes entre sí de dos en dos. Una segunda carrera angular β comprendida entre 70e y 90e proporciona mayores ventajas (ver FIGS. 6a, 6b y 6c y FIGS. 7a, 7b, 7c y 7d, que comprenden una segunda carrera angular β de 77e y 86e, respectivamente). En la FIG. 6a se indica el brazo de accionamiento L de la cadena 80 cada 20e de ángulo de giro Θ del elemento guía 37 durante el movimiento rotatorio en sentido horario 70 de éste. Por brazo de accionamiento L de la cadena 80 se entiende la distancia mínima entre la cadena 80 y el eje de rotación 57 del eje de transmisión 54 alrededor del cual gira el elemento guía 37, medida en una perpendicular a la cadena 80 que pasa por el citado eje de rotación 57.
La FIG. 6b muestra en coordenadas una curva que representa la evolución del brazo de accionamiento L (eje de ordenadas) de la cadena 80, en relación al ángulo de giro Θ (eje de abscisas) del elemento guía 37 de la FIG. 6a. En el dibujo se observa cómo durante la primera carrera angular α el brazo de accionamiento L se mantiene constante, mientras que durante el tramo final de la segunda carrera angular β el brazo de accionamiento L experimenta un fuerte descenso.
La FIG. 6c muestra en coordenadas una curva que representa la evolución de la fuerza de tracción F (eje de ordenadas) soportada por la cadena 80, en relación al ángulo de giro Θ (eje de abscisas) del elemento guía 37 de la FIG. 6a, para el supuesto teórico de un momento M constante en el eje de transmisión 54. Este supuesto es al que se aproximaría el vehículo 10 (despreciando las fuerzas de inercia del mecanismo de transmisión 15 y las fuerzas de tensión de los muelles 27, 28, 29, 30, 48, 49, 50, 51 , 189 de los mecanismos de retorno delantero 25, 26 y de retorno trasero 41 , 42) si el conductor pedaleara sólo con un pie regulando la fuerza ejercida por dicho pie de tal forma que la fuerza propulsora ejercida por el eje de la rueda trasera 14 sobre el bastidor 1 1 fuese igual a la fuerza resistente que ejerce el bastidor 1 1 sobre el eje de la rueda trasera 14 y ésta última fuerza se mantuviera constante (velocidad constante, pendiente de ascenso constante, fuerzas de rozamiento constantes y fuerza aerodinámica del viento constante). En dicho supuesto, la fuerza de tracción F soportada por la cadena 80 sería: F = M / L (Fuerza = Momento / Brazo de accionamiento). Los valores de F así obtenidos muestran que durante la primera carrera angular α la fuerza de tracción F soportada por la cadena 80 se mantiene constante, mientras que durante el tramo final de la segunda carrera angular β dicha fuerza F experimenta un fuerte incremento.
En las FIGS. 7a y 7b se muestra un ejemplo de realización en el que los medios de transmisión 31 son una cadena 80, el elemento guía 37 comprende una zona periférica dentada 79 cuyo radio sigue una espiral logarítmica, la primera carrera angular α comprende un ángulo de 180e y la segunda carrera angular β comprende un ángulo de 86e, aproximadamente. La FIG. 7a muestra la evolución del brazo de accionamiento L de la cadena 80 durante la primera carrera angular α del movimiento rotatorio en sentido horario 70 del elemento guía 37, cada 10e de ángulo de giro Θ del elemento guía 37. La FIG. 7b muestra la evolución del brazo de accionamiento L durante la segunda carrera angular β.
La FIG. 7c muestra en coordenadas la evolución del brazo de accionamiento L (eje de ordenadas) de la cadena 80, en relación al ángulo de giro Θ (eje de abscisas) del elemento guía 37 de las FIGS. 7a y 7b. En el dibujo se observa cómo durante el tramo final de la segunda carrera angular β el brazo de accionamiento L experimenta un mayor descenso que durante la primera carrera angular a.
La FIG. 7d muestra en coordenadas la evolución de la fuerza de tracción F (eje de ordenadas) soportada por la cadena 80, en relación al ángulo de giro Θ (eje de abscisas) del elemento guía 37 de las FIGS. 7a y 7b, para el supuesto teórico de un momento M constante en el eje de transmisión 54, ya descrito en la explicación de la FIG. 6c. En dicho supuesto, la fuerza de tracción F soportada por la cadena 80 sería: F = M / L (Fuerza = Momento / Brazo de accionamiento). Los valores de F así obtenidos muestran que durante el tramo final de la segunda carrera angular β la fuerza de tracción F experimenta un mayor incremento que durante la primera carrera angular a.
Las FIGS. 8a, 8b y 8c muestran un ejemplo de realización de un elemento guía
37 que comprende una zona periférica dentada 79, acoplado a su correspondiente mecanismo de rueda libre 58. Para una mayor claridad, la FIG. 8a muestra los elementos una vez ensamblados. El conjunto acoplado mostrado en la FIG. 8a comprende los siguientes componentes en despiece (ver FIGS. 8b y 8c):
- un elemento guía 37, que puede ser de aleación de aluminio (6061 o 7005), tener unas zonas libres de material 134 para aligerar su peso y disminuir su inercia, y tener un orificio 143 en el que acoplar la correspondiente articulación de rotación 39;
- una pieza cilindrica hueca 73, que puede ser del mismo material que el elemento guía 37, fijada a éste mediante tornillos, soldadura o formando una sola pieza; - una canal 74 en la pieza cilindrica hueca 73, constituyendo el conjunto de canal 74 y pieza cilindrica hueca 73 la polea de radio constante 43 en cuya canal 74 está acoplado el elemento flexible de transmisión 46 del correspondiente mecanismo de retorno trasero 41 (ver FIG. 12a);
- un cojinete unidireccional 75 que va alojado en el interior de la pieza cilindrica hueca 73 y cuyo anillo interior está acoplado al eje de transmisión 54 (ver FIG. 9b);
- una chaveta 77 que acopla el anillo exterior del cojinete unidireccional 75 a la pieza cilindrica hueca 73;
- un anillo de retención 78 acoplado en el interior de la pieza cilindrica hueca 73, que impide que el cojinete unidireccional 75 se mueva lateralmente en relación a la pieza cilindrica hueca 73; y
- unos protectores de cadena 86, 87 anti-atrapamiento de dedos, que pueden ser de plástico y estar fijados al elemento guía 37 mediante tornillos 135 y tuercas 136.
La FIG. 8d muestra un segundo ejemplo de realización de un elemento guía 37 que comprende una zona periférica dentada 79, acoplado a su correspondiente mecanismo de rueda libre 58. Este acoplamiento comprende:
- un elemento guía 37, que puede ser de aleación de aluminio (6061 o 7005);
- una pieza cilindrica hueca 144, que puede ser del mismo material que el elemento guía 37, fijada a éste mediante tornillos, soldadura o formando una sola pieza;
- una canal 145 en la pieza cilindrica hueca 144, constituyendo el conjunto de canal 145 y pieza cilindrica hueca 144 la polea de radio constante 43 en cuya canal 145 está acoplado el elemento flexible de transmisión 46 del correspondiente mecanismo de retorno trasero 41 ; y
- un piñón libre de bicicleta 146 en el que un lado de su anillo exterior va alojado en el interior de la pieza cilindrica hueca 144 y su piñón está fijado al elemento guía 37 mediante tornillos 147 y tuercas 148.
La FIG. 8b muestra en su parte inferior un ejemplo de realización de la articulación 35 de la cadena 80 con el pedal 16. En dicho dibujo se observan los siguientes componentes:
- una cadena 80, que puede ser una cadena de bicicleta de BMX o una cadena de motocicleta, por ejemplo una cadena "tipo 420" reforzada, que tiene el mismo paso que una cadena de bicicleta y una carga de rotura de 19.000 Newtons, lo que hace posible un espesor del elemento guía 37 de 6 mm, el doble que el de un plato de una cadena de bicicleta de BMX, aumentando considerablemente su resistencia; - unos medios de acoplamiento de la cadena 80 a su respectivo elemento guía 37, que comprenden un tornillo 83 y una tuerca 84;
- un elemento de acoplamiento 138, que puede ser una pletina con la forma indicada en la FIG. 8b, que acopla la cadena 80 a su respectiva articulación 35;
- unos medios de fijación 137 de la cadena 80 al elemento de acoplamiento
138, que comprenden un tornillo, una tuerca y unas arandelas; y
- una articulación 35.
Concretamente, la articulación 35 representada comprende:
- un tornillo 139 acoplado en unos orificios (ver FIGS. 1 a, 2 y 1 1 a) situados en la parte trasera del elemento alargado 20 del pedal 16;
- una tuerca 140 que fija el tornillo 139 al elemento alargado 20;
- un cojinete 141 , que puede ser de fricción o de agujas, cuyo anillo interior está dispuesto alrededor del tornillo 139 y cuyo anillo exterior está acoplado al elemento de acoplamiento 138; y
- unas arandelas 142 que fijan el anillo interior del cojinete 141 al elemento alargado 20 y evitan que el elemento de acoplamiento 138 se desplace lateralmente.
La FIG. 9b muestra un despiece de un ejemplo de realización del eje de transmisión 54 y los elementos que están acoplados a él. Para una mayor claridad, la FIG. 9a muestra los elementos una vez ensamblados. El conjunto acoplado mostrado en la FIG. 9a comprende los siguientes componentes mostrados en despiece en la FIG. 9b:
- un eje de transmisión 54, que puede ser de acero o aleación de aluminio;
- un soporte 149, que puede ser del mismo material que el eje de transmisión 54, fijado a éste mediante soldadura;
- un plato 61 , que puede ser un plato de bicicleta, fijado al soporte 149 mediante tornillos 150 y tuercas 151 especiales para platos de bicicleta;
- unos cojinetes unidireccionales 75, 76 acoplados al eje de transmisión 54 mediante unas chavetas 152, 153;
- unos cojinetes 55, 56 cuyo anillo interior está acoplado al eje de transmisión 54 y cuyo anillo exterior está acoplado al bastidor 1 1 ;
- unos caequillos 156, 157, 158, 159 acoplados al eje de transmisión 54, que ajustan lateralmente los cojinetes unidireccionales 75, 76 y los cojinetes 55, 56 en relación al eje de transmisión 54; y
- unos anillos de retención 154, 155 acoplados al eje de transmisión 54, que evitan que los elementos acoplados al eje de transmisión 54 se muevan lateralmente en relación a él.
Los cojinetes unidireccionales 75, 76 podrían acoplarse a presión, como alternativa a su acoplamiento mediante las chavetas 77, 152, 153 (FIGS. 8c y 9b).
La FIG. 10a y la FIG. 10b (despiece parcial de la FIG. 10a) muestran un primer ejemplo de realización de la articulación de rotación 39 que acopla la cadena 80 a un elemento guía 37 con una zona periférica dentada 79, que comprende un tornillo 83, una tuerca 84 y unos medios de acoplamiento 85 que a su vez comprenden unas arandelas 160, que fijan a un orificio 143 existente en el elemento guía 37 el último eslabón del extremo superior de la cadena 80 introducido en una zona cóncava entre los dientes del elemento guía 37, por lo que la articulación de rotación 39 es la propia articulación 82 que une los dos últimos eslabones del extremo superior de la cadena 80. En otra realización mostrada en la parte inferior de la FIG. 10b, los medios de acoplamiento 85 comprenden unas placas de acero 161 fijadas a cada lado del elemento guía 37 mediante unos tornillos 162 y unas tuercas 163, lo que proporciona una mayor resistencia al acoplamiento de la cadena 80 con el elemento guía 37.
La FIG. 10c y la FIG. 10d (despiece parcial de la FIG. 10c) muestran un segundo ejemplo de realización de la articulación de rotación 39 que acopla la cadena 80 a un elemento guía 37 con una zona periférica dentada 79, que comprende dos pletinas de acero 167; unos medios de acoplamiento 165 que acoplan las pletinas 167 a un orificio 166 existente en el elemento guía 37 y comprenden un tornillo, una tuerca y arandelas; y unos medios de acoplamiento 168 que acoplan las pletinas 167 a la cadena 80 y comprenden un tornillo, una tuerca y arandelas, por lo que la articulación de rotación 39 es la articulación 164 de las pletinas 167 con los medios de acoplamiento 165.
La FIG. 10e muestra un ejemplo de realización en el que los medios de transmisión 31 son una cadena 80, y el elemento guía 37 comprende una zona periférica no dentada 88 en la que se acopla y es guiada, durante la primera carrera angular a, la cadena 80 sin deslizar en relación al elemento guía 37, debido a que está acoplada a éste mediante la articulación de rotación 39.
La FIG. 1 1 a muestra un primer ejemplo de realización de la articulación 35 de la cadena 80 con el pedal 16 ya descrito en la FIG. 8b. Las FIGS. 1 1 b, 1 1 c y 1 1 d muestran otros tres ejemplos de realización de las citadas articulaciones 35 que comprenden un elemento de acoplamiento 170, 173, 175 que está fijado mediante tornillos o soldadura en la parte superior o en el interior de la parte trasera del elemento alargado 20; y unos medios de acoplamiento 169, 172, 174 que comprenden un tornillo, una tuerca y arandelas, y acoplan el último eslabón del extremo inferior de la cadena 80 al elemento de acoplamiento 170, 173, 175. El elemento de acoplamiento 170 (FIG. 1 1 b) presenta una zona cóncava en la que se acopla el último eslabón del extremo inferior de la cadena 80, por lo que la citada articulación 35 es precisamente la articulación 171 que une entre sí los dos últimos eslabones del extremo inferior de la cadena 80.
Las FIGS. 12a y 12b muestran dos ejemplos de realización del mecanismo de retorno trasero 41 que comprenden un muelle de tracción 48, uno de cuyos extremos está acoplado al bastidor 1 1 mediante unos medios de unión 177 que a su vez comprenden un tornillo, una tuerca y unas arandelas, mientras que su otro extremo está acoplado a un elemento flexible de transmisión 46, que puede ser una cuerda o un cable; una pieza cilindrica hueca 176, 178 fijada al elemento guía 37, por ejemplo mediante soldadura o formando una sola pieza; y una polea de radio constante 43 (FIG. 12a) o de radio decreciente 45 (FIG. 12b) que está fijada en la periferia de la pieza cilindrica hueca 176, 178 y guía al elemento flexible de transmisión 46. En este sentido, la polea de radio constante 43 puede sustituirse por un piñón que guíe una cadena de transmisión. La polea de radio decreciente 45 disminuye el brazo de la fuerza ejercida por el muelle de tracción 48 cuando la tensión de éste aumenta al descender el pedal 16 (ver FIG. 2), lo que evita que la fuerza ejercida por el pie derecho para vencer la tensión del muelle de tracción 48 experimente un fuerte aumento durante el descenso del pedal 16.
Las FIGS. 12c y 12d muestran dos ejemplos de realización del mecanismo de retorno trasero 41 que comprenden un elemento rígido 52 (FIG. 12c), que puede ser una pletina de aleación de aluminio, o un elemento flexible de transmisión 53 (FIG. 12d), que puede ser una cuerda o un cable, acoplado al bastidor 1 1 mediante los medios de unión 177; una pieza cilindrica hueca 179, 181 fijada al elemento guía 37; y un muelle de torsión helicoidal 50 (FIG. 12c) o en espiral 51 (FIG. 12d) dispuesto alrededor de la pieza cilindrica hueca 179, 181 , con un extremo acoplado al elemento rígido 52 y su otro extremo acoplado al elemento guía 37 mediante un tornillo 180 (FIG. 12c) o con un extremo acoplado al elemento flexible de transmisión 53 y su otro extremo 182 acoplado a una ranura existente en la pieza cilindrica hueca 181 (FIG. 12d).
La FIG. 12e muestra un ejemplo de realización del mecanismo de retorno trasero 41 que comprende una primera polea de radio constante 184 que está fijada al elemento guía 37 mediante una pieza cilindrica hueca 183 y gira solidariamente con él; una polea de radio variable 186, preferentemente creciente, cuyo eje está articulado al bastidor 1 1 ; un primer elemento flexible de transmisión 185 con un extremo acoplado en la primera polea de radio constante 184 y su otro extremo acoplado en la polea de radio variable 186; una segunda polea de radio constante 187 que está fijada a la polea de radio variable 186 y gira solidariamente con ella alrededor de su eje; un segundo elemento flexible de transmisión 188 con uno de sus extremos acoplado en la segunda polea de radio constante 187; y un muelle de tracción 189 con un extremo acoplado al segundo elemento flexible de transmisión 188 y su otro extremo acoplado al bastidor 1 1 mediante los medios de unión 177. Un radio de la polea de radio variable 186 creciente aumenta el brazo del primer elemento flexible de transmisión 185 cuando la tensión del muelle de tracción 189 aumenta, impidiendo que la tensión del primer elemento flexible de transmisión 185 aumente fuertemente, lo que evita que la fuerza ejercida por el pie derecho para vencer la tensión del muelle de tracción 189 experimente un fuerte aumento durante el descenso del pedal 16. Cuanto menor sea el perímetro de la segunda polea de radio constante 187 en relación al de la polea de radio variable 186, menor será la carrera del muelle de tracción 189 y mayor será su rigidez. En particular, se conseguiría el mismo resultado sustituyendo la polea de radio variable 186 por una polea de radio constante 190 y la segunda polea de radio constante 187 por una polea de radio variable 191 , preferentemente decreciente.
Los mecanismos de retorno trasero 41 de las FIGS. 12a, 12b, 12c, 12d y 12e pueden actuar, además de como mecanismos de retorno trasero 41 , como mecanismos de retorno delantero 25, sustituyendo a éstos últimos si sus muelles 48, 50, 51 , 189 están diseñados para vencer el peso del pedal 16 y hacerle girar hacia arriba 67 (ver FIG. 2) a la velocidad necesaria.
Las FIGS. 13b, 13c, 13d y 13e muestran cuatro ejemplos de realización en los que el elemento guía 37 comprende una zona periférica acanalada 89, 90, 91 , 92 de radio decreciente y los medios de transmisión 31 son una cadena 80 (FIG. 13b); un cable 93 (FIG. 13c); una cuerda 94 (FIG. 13d); y una correa 95 (FIG. 13e), que están acoplados y guiados, durante la primera carrera angular a, en la zona periférica acanalada 89, 90, 91 , 92 del elemento guía 37, y están acoplados, durante la segunda carrera angular β, al elemento guía 37 mediante la articulación de rotación 39. La articulación 35 acopla la cadena 80, el cable 93, la cuerda 94 y la correa 95 al pedal 16. Las articulaciones 35, 39 comprenden los elementos de la articulación 35 descritos en la FIG. 8b. La cadena 80 está acoplada a dichas articulaciones 35, 39 mediante los elementos de acoplamiento 138 y medios de fijación 137 (FIG. 13b) descritos en la FIG. 8b; el cable 93 mediante guardacabos 192 y sujetacables 193 (FIG. 13c); la cuerda 94 mediante guardacabos 194 y nudos 195 (FIG. 13d); y la correa 95 mediante placas de unión 196 y tornillos de fijación 197 (FIG. 13e). El mecanismo de transmisión 15 y los elementos que comprende realizan sustancialmente la misma función, sustancialmente del mismo modo y producen sustancialmente el mismo resultado tanto si el elemento guía 37 comprende una zona periférica dentada 79 en la que se acopla y es guiada la cadena 80 (FIG. 13a), como si el elemento guía 37 comprende una zona periférica acanalada 89, 90, 91 , 92 en la que se acoplan y son guiados la cadena 80 (FIG. 13b), el cable 93 (FIG. 13c), la cuerda 94 (FIG. 13d) o la correa 95 (FIG. 13e), lo que permite concluir que los elementos de los ejemplos de realización de las FIGS. 13a, 13b, 13c, 13d y 13e son "equivalentes" entre sí.
La FIG. 14a muestra un ejemplo de realización del mecanismo de transmisión 15 en el que los elementos guía 37, 38 comprenden una zona periférica superficial 96, los medios de transmisión 31 , 32 son conjuntos de elementos articulados 33, 34 que comprenden un elemento rígido base 97, 98 acoplado mediante una articulación de rotación 99, 100 a un elemento rígido extremo 101 , 102, y cada uno de los mecanismos de retorno delantero 25, 26 comprende un muelle de torsión 29, 30 dispuesto alrededor de la articulación 22, 23 de su respectivo pedal 16, 17, con uno de sus extremos acoplado a la parte delantera de su respectivo elemento alargado 20, 21 y su otro extremo acoplado al bastidor 1 1 . Cada elemento rígido base 97, 98 comprende una zona periférica superficial 103 que está acoplada y guiada, durante la primera carrera angular a, en la zona periférica superficial 96 de los elementos guía 37, 38. Aunque la zona periférica superficial 96 de los elementos guía 37, 38 de la FIG. 14a es cilindrica, dicha zona periférica superficial 96 puede adoptar la forma de otras superficies, como, por ejemplo, una o varias superficies planas o curvas no cilindricas. Los mecanismos de rueda libre 58, 59 son cojinetes unidireccionales 75, 76, que pueden estar acoplados a sus respectivos elementos guía 37, 38 mediante una chaveta 77 y un anillo de retención 78 (ver FIG. 8c). El movimiento de los elementos es similar al descrito en la FIG. 2: los conjuntos de elementos articulados 33, 34 conectan los pedales 16, 17 con los elementos guía 37, 38 y durante el pedaleo se mueven hacia abajo 68 y hacia arriba 69, convirtiendo el movimiento oscilante hacia abajo 66 y hacia arriba 67 de los pedales 16, 17 alrededor de su eje de rotación 24 en movimiento oscilante en el sentido horario 70 (sentido antihorario en la FIG. 14a) y antihorario 71 (sentido horario en la FIG. 14a), según una vista lateral derecha del vehículo 10, de los elementos guía 37, 38 alrededor del eje de rotación 57 del eje de transmisión 54.
La FIG. 14b muestra la secuencia del movimiento del elemento guía 37 y los medios de transmisión 31 de la FIG. 14a, configurados éstos últimos como conjunto de elementos articulados 33. Las FIGS. 15a, 15b, 15c, 15d y 15e muestran con mayor detalle el movimiento de los citados elementos. La carrera angular del movimiento rotatorio del elemento guía 37 en el sentido horario 70, según una vista lateral derecha del vehículo 10, que se produce durante el movimiento rotatorio descendente 66 del pedal 16 (ver en FIG. 14a el giro en sentido horario 66), comprende una primera carrera angular α (ver FIGS. 14b y 15c) y una segunda carrera angular β (ver FIGS. 14b y 15c).
En la primera carrera angular α (FIGS. 15a y 15b), la zona periférica superficial 103 del elemento rígido base 97 del conjunto de elementos articulados 33 está acoplada y guiada en la zona periférica superficial 96 del elemento guía 37, manteniéndose en contacto superficial ambas zonas periféricas superficiales 103, 96. Durante la primera carrera angular α el brazo de accionamiento del elemento rígido extremo 101 del conjunto de elementos articulados 33 decrece desde un brazo de accionamiento (ver FIG. 15a) cuando el pedal 16 se encuentra en su posición extrema superior (ver FIG. 14a) hasta un brazo de accionamiento L2 (ver FIG. 15a) que corresponde a la posición mostrada en la FIG. 15c.
En cambio, en la segunda carrera angular β (FIGS. 15d y 15e), la zona periférica superficial 103 del elemento rígido base 97 del conjunto de elementos articulados 33 ha abandonado la zona periférica superficial 96 del elemento guía 37 y dicho elemento rígido base 97 está acoplado al elemento guía 37 únicamente mediante la articulación de rotación 39, de tal forma que el elemento guía 37 actúa como una manivela cuyo radio es L2 y el conjunto de elementos articulados 33 actúa como una biela que en su punto muerto inferior actúa como tope inferior del pedal 16 cuando éste está en su posición extrema inferior (ver FIGS. 14a y 15e).
La FIG.15c muestra la posición del elemento guía 37 y el elemento rígido base 97 en la que ambos elementos pasan de estar acoplados manteniéndose en contacto superficial sus respectivas zonas periféricas superficiales 103, 96 a estar acoplados únicamente mediante la articulación de rotación 39, correspondiendo el ángulo α al ángulo girado por el elemento guía 37 desde el inicio de su movimiento rotatorio en el sentido horario 70 (FIG. 15a) hasta la posición indicada en la FIG. 15c, y el ángulo β al ángulo girado por el elemento guía 37 desde esta última posición hasta el final de su movimiento rotatorio en el sentido horario 70 (FIG. 15e). Diferentes realizaciones son posibles modificando los valores de las carreras angulares α, β y los brazos de accionamiento L L2 del elemento rígido extremo 101 del conjunto de elementos articulados 33.
La FIG. 1 5e muestra que una vez llegado al final del movimiento rotatorio en el sentido horario 70 del elemento guía 37, la tensión del muelle de tracción 48 del mecanismo de retorno trasero 41 , a través del elemento flexible de transmisión 46 y la polea de radio constante 43 (ver FIGS. 14a y 12a), hace girar en sentido antihorario 71 el elemento guía 37, el cual desplaza hacia arriba 69 el conjunto de elementos articulados 33.
Las FIGS. 16a, 16b, 16c y 16d muestran la secuencia del movimiento de un elemento guía 37 que comprende una zona periférica superficial 96 y un conjunto de elementos articulados 33 que comprende un elemento rígido intermedio 104 con uno de sus extremos acoplado mediante una articulación de rotación 105 a un elemento rígido base 106 y su otro extremo acoplado mediante una articulación de rotación 107 a un elemento rígido extremo 108. El elemento rígido base 106 y el elemento rígido intermedio 104 del conjunto de elementos articulados 33 comprenden unas respectivas zonas periféricas superficiales 1 09, 1 10 (ver FIG. 16d). El elemento rígido base 1 06 está acoplado al elemento guía 37 mediante la articulación de rotación 39 y el elemento rígido extremo 108 está acoplado al pedal 16 mediante la articulación 35. La carrera angular del movimiento rotatorio del elemento guía 37 en el sentido horario 70, según una vista lateral derecha del vehículo 1 0, comprende una primera carrera angular α (ver FIG. 1 6c) y una segunda carrera angular β (ver FIG. 16c).
En la primera carrera angular α (secuencia mostrada en las FIGS. 16a-1 6c), inicialmente las zonas periféricas superficiales 109, 1 1 0 del elemento rígido base 106 y el elemento rígido intermedio 104 están acopladas y guiadas en la zona periférica superficial 96 del elemento guía 37 (ver FIGS. 16a y 16b) y posteriormente la zona periférica superficial 1 10 del elemento rígido intermedio 104 abandona la zona periférica superficial 96 del elemento guía 37 (ver FIG. 16c) estando dicho elemento rígido intermedio 104 acoplado al elemento rígido base 106 únicamente mediante la articulación de rotación 1 05. Durante la primera carrera angular α el brazo de accionamiento del elemento rígido extremo 108 del conjunto de elementos articulados 33 decrece desde un brazo de accionamiento U (ver FIG. 16a) cuando el pedal 1 6 se encuentra en su posición extrema superior hasta un brazo de accionamiento L2 (ver FIG. 16a) que corresponde a la posición mostrada en la FIG. 16c.
En cambio, en la segunda carrera angular β (secuencia mostrada en las FIGS. 16c-16d), la zona periférica superficial 109 del elemento rígido base 106 del conjunto de elementos articulados 33 ha abandonado la zona periférica superficial 96 del elemento guía 37 y dicho elemento rígido base 106 está acoplado al elemento guía 37 únicamente mediante la articulación de rotación 39, de tal forma que el elemento guía 37 actúa como una manivela cuyo radio es L2 y el conjunto de elementos articulados 33 actúa como una biela que en su punto muerto inferior actúa como tope inferior del pedal 16 cuando éste está en su posición extrema inferior (ver FIG. 16d).
La FIG.16c muestra la posición del elemento guía 37 y el conjunto de elementos articulados 33 en la que ambos elementos pasan de estar acoplados manteniéndose en contacto superficial sus respectivas zonas periféricas superficiales 96, 109 a estar acoplados únicamente mediante la articulación de rotación 39, correspondiendo el ángulo α al ángulo girado por el elemento guía 37 desde el inicio de su movimiento rotatorio en el sentido horario 70 (FIG. 16a) hasta la posición indicada en la FIG. 16c, y el ángulo β al ángulo girado por el elemento guía 37 desde esta última posición hasta el final de su movimiento rotatorio en el sentido horario 70 (FIG. 16d). Diferentes realizaciones son posibles modificando los valores de las carreras angulares α, β y los brazos de accionamiento L1 5 L2 del elemento rígido extremo 108 del conjunto de elementos articulados 33.
La FIG. 16d muestra que una vez llegado al final del movimiento rotatorio en el sentido horario 70 del elemento guía 37, la tensión del muelle de tracción 48 del mecanismo de retorno trasero 41 , a través del elemento flexible de transmisión 46 y la polea de radio constante 43 (ver FIGS. 2 y 12a), hace girar en sentido antihorario 71 el elemento guía 37, el cual desplaza hacia arriba 69 el conjunto de elementos articulados 33.
En particular, cada conjunto de elementos articulados 33, 34 podría comprender más de tres elementos rígidos, pero su construcción y funcionamiento sería más complejo. Asimismo, cada conjunto de elementos articulados 33, 34 podría comprender un solo elemento rígido, en cuyo caso los elementos guía 37, 38 estarían configurados como manivelas y los conjuntos de elementos articulados 33, 34 estarían configurados como bielas acopladas a los elementos guía 37, 38 mediante las articulaciones de rotación 39, 40 y acopladas a los pedales 16, 17 mediante las articulaciones 35, 36. En esta última realización, la carrera angular de los elementos guía 37, 38 solo comprendería la segunda carrera angular β.
La FIG. 17 muestra un ejemplo de realización del bastidor 1 1 que comprende los siguientes elementos, ya descritos anteriormente: un tubo de dirección 1 12 al cual están acoplados los cojinetes 1 13, 1 14 del mecanismo de dirección 12; un elemento base 1 1 1 ; uno o dos tubos curvados delanteros 1 15, 1 16; dos topes superiores 128, 129 para los pedales 16, 17; un tubo transversal delantero 1 17 al cual está acoplado el eje 1 18 de las articulaciones 22, 23 de los pedales 16, 17; un soporte 1 19 para el tubo transversal delantero 1 17; un tubo transversal trasero 120; un tubo curvado trasero 121 ; dos punteras 122, 123; dos tirantes inferiores 124, 125; dos tirantes superiores 126, 127; y dos topes inferiores 130, 131 que actúan como elementos de seguridad y pueden comprender topes de goma o muelles de compresión. En particular, uno o dos tubos curvados delanteros 1 15, 1 16 y un tubo curvado trasero 121 que atraviesan un elemento base 1 1 1 perforado de un lado a otro y están soldados a éste por cada uno de dichos lados proporciona un bastidor 1 1 más robusto.
Se hace constar que el término "acoplado" utilizado en la descripción y las reivindicaciones no debe interpretarse como limitativo a conexiones directas entre elementos solamente, por lo que puede comprender también conexiones que incluyen elementos intermedios entre los elementos acoplados. Además, el término "acoplado" no significa necesariamente "en una posición o relación fija" ya que puede incluir conexiones que permiten un movimiento relativo entre los elementos acoplados. También se hace constar que la expresión "elemento alargado" utilizada en la descripción y las reivindicaciones no debe interpretarse como limitativa a elementos con formas rectilíneas solamente, por lo que dicha expresión puede incluir elementos con otras formas que cumplan ser más largas que anchas. Asimismo se hace constar que la expresión "parte trasera" referida a los pedales 16, 17 o a los elementos alargados 20, 21 , utilizada en la descripción y las reivindicaciones, debe interpretarse como la parte de dichos elementos comprendida entre el centro de gravedad y el extremo trasero de los pedales 16, 17, incluidos ambos extremos.

Claims

R E I V I N D I C A C I O N E S
1 .- Un vehículo (10) de propulsión humana que comprende un bastidor (1 1 ); un mecanismo de dirección (12) acoplado al bastidor (1 1 ); una rueda delantera (13) acoplada al mecanismo de dirección (12); una rueda trasera (14) acoplada al bastidor (1 1 ); y un mecanismo de transmisión (15) que comprende:
un primer y un segundo pedal (16, 17) situados respectivamente en el lado derecho e izquierdo del vehículo (10), acoplados al bastidor (1 1 ) mediante unas respectivas articulaciones (22, 23) provistas en el extremo delantero de los pedales (16, 17), permitiendo que los pedales (16, 17) giren independientemente alrededor de un eje de rotación (24) siendo susceptibles de adoptar posiciones entre una posición extrema superior y una posición extrema inferior;
un primer y un segundo mecanismo de retorno delantero (25, 26) para el primer y el segundo pedal (16, 17), respectivamente;
un primer y un segundo elemento guía (37, 38), de movimiento rotatorio;
un primer y un segundo mecanismo de retorno trasero (41 , 42) para el primer y el segundo elemento guía (37, 38), respectivamente;
unos primeros y unos segundos medios de transmisión (31 , 32), distinguiéndose en cada uno dos extremos, uno inferior acoplado a la parte trasera de un respectivo pedal (16, 17) y otro superior vinculado mecánicamente a un respectivo elemento guía (37, 38);
un eje de transmisión (54) acoplado al bastidor (1 1 ) de modo giratorio alrededor de un eje de rotación (57);
un primer y un segundo mecanismo de rueda libre (58, 59), cada uno acoplado al eje de transmisión (54) y a un respectivo primer o segundo elemento guía (37, 38); y unos medios de transmisión de potencia (60) del eje de transmisión (54) a la rueda trasera (14),
en donde la carrera angular del movimiento rotatorio de los elementos guía (37, 38) en el sentido horario (70), según una vista lateral derecha del vehículo (10), comprende una primera carrera angular (a) en la que los medios de transmisión (31 , 32) están acoplados y guiados en una zona periférica (79, 88, 89, 90, 91 , 92, 96) de los elementos guía (37, 38) que tiene un radio constante o variable centrado en el eje de rotación (57) del eje de transmisión (54);
en donde la fuerza ejercida por los pies del conductor del vehículo (10) sobre los pedales (16, 17) hace girar hacia abajo (66) los pedales (16, 17) alrededor de su eje de rotación (24), desplazando hacia abajo (68) los medios de transmisión (31 , 32), los cuales hacen girar en el sentido horario (70) los elementos guía (37, 38) alrededor del eje de rotación (57) del eje de transmisión (54);
en donde los mecanismos de retorno delantero (25, 26) hacen girar hacia arriba
(67) los pedales (16, 17) alrededor de su eje de rotación (24) y los mecanismos de retorno trasero (41 , 42) hacen girar en el sentido antihorario (71 ) los elementos guía (37, 38) alrededor del eje de rotación (57) del eje de transmisión (54), desplazando hacia arriba (69) los medios de transmisión (31 , 32); y
en donde los mecanismos de rueda libre (58, 59) convierten el movimiento rotatorio oscilante de los elementos guía (37, 38) en un movimiento rotatorio continuo del eje de transmisión (54), que los medios de transmisión de potencia (60) transmiten a la rueda trasera (14) para hacerla girar en el sentido de avance (72) que impulsa el vehículo (10) hacia delante,
caracterizado porque la carrera angular del movimiento rotatorio de los elementos guía (37, 38) en el sentido horario (70) comprende una segunda carrera angular (β) en la que los elementos guía (37, 38) están acoplados al extremo superior de los medios de transmisión (31 , 32) mediante unas respectivas articulaciones de rotación (39, 40), de tal forma que los medios de transmisión (31 , 32) actúan como bielas y los elementos guía (37, 38) actúan como manivelas.
2. - El vehículo (10) según la reivindicación 1 , caracterizado porque en la segunda carrera angular (β) los medios de transmisión (31 , 32) actúan como bielas que en su punto muerto inferior actúan como topes inferiores de los pedales (16, 17) cuando éstos están en su posición extrema inferior.
3. - El vehículo (10) según las reivindicaciones 1 ó 2, caracterizado porque cada uno de los pedales (16, 17) comprende:
un elemento alargado (20, 21 ) en cuyo extremo delantero se encuentra la respectiva articulación (22, 23) del pedal (16, 17) y en cuya parte trasera está provista una respectiva articulación (35, 36) que acopla el pedal (16, 17) al extremo inferior de sus respectivos medios de transmisión (31 , 32); y
una respectiva plataforma (18, 19), para el apoyo de un correspondiente pie, fijada al elemento alargado (20, 21 ).
4. - El vehículo (10) según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el eje de transmisión (54) se encuentra situado por encima de la rueda trasera (14) y porque los medios de transmisión (31 , 32) están acoplados al extremo trasero de los pedales (16, 17) y centrados transversalmente con éstos.
5. - El vehículo (10) según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque los elementos guía (37, 38) comprenden una zona periférica dentada (79) y porque los medios de transmisión (31 , 32) son cadenas (80, 81 ) que están acopladas y guiadas, durante la primera carrera angular (a), en la zona periférica dentada (79) de los elementos guía (37, 38).
6. - El vehículo (10) según la reivindicación 5, caracterizado porque las articulaciones de rotación (39, 40) que acoplan el extremo superior de las cadenas (80, 81 ) a los elementos guía (37, 38) son las articulaciones (82) que unen entre sí los dos últimos eslabones del extremo superior de las cadenas (80, 81 ), estando el último de estos dos eslabones fijado a los elementos guía (37, 38) mediante un tornillo (83), una tuerca (84) y unos medios de acoplamiento (85).
7.- El vehículo (10) según las reivindicaciones 5 ó 6, caracterizado porque los elementos guía (37, 38) están provistos de unos protectores de cadena (86, 87) antiatrapamiento de dedos.
8.- El vehículo (10) según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque los elementos guía (37, 38) comprenden una zona periférica no dentada (88) y porque los medios de transmisión (31 , 32) son cadenas (80, 81 ) que están acopladas y guiadas, durante la primera carrera angular (a), en la zona periférica no dentada (88) de los elementos guía (37, 38).
9.- El vehículo (10) según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque los elementos guía (37, 38) comprenden una zona periférica acanalada (89, 90, 91 , 92) y porque los medios de transmisión (31 , 32) son cadenas (80, 81 ), cables (93), cuerdas (94) o correas (95) que están acoplados y guiados, durante la primera carrera angular (a), en la zona periférica acanalada (89, 90, 91 , 92) de los elementos guía (37, 38).
10. - El vehículo (10) según una cualquiera de las reivindicaciones 5 a 9, caracterizado porque el radio de la zona periférica (79, 88, 89, 90, 91 , 92) de los elementos guía (37, 38) en la que están acoplados y guiados, durante la primera carrera angular (a), los medios de transmisión (31 , 32), es decreciente, de tal forma que el radio (R2) de la zona periférica (79, 88, 89, 90, 91 , 92) en las articulaciones de rotación (39, 40) de los elementos guía (37, 38) con los medios de transmisión (31 , 32) es menor que el radio (Ri) de la zona periférica (79, 88, 89, 90, 91 , 92) en el punto inicial de contacto de los elementos guía (37, 38) con los medios de transmisión (31 , 32) cuando los pedales (16, 17) están en su posición extrema superior.
1 1 . - El vehículo (10) según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque cada elemento guía (37, 38) comprende una zona periférica superficial (96), porque los medios de transmisión (31 , 32) son conjuntos de elementos articulados (33, 34) en los que cada conjunto comprende un elemento rígido base (97, 98) acoplado mediante una articulación de rotación (99, 100) a un elemento rígido extremo (101 , 102), porque cada elemento rígido base (97, 98) comprende una zona periférica superficial (103) que está acoplada y guiada, durante la primera carrera angular (a), en la zona periférica superficial (96) de su respectivo elemento guía (37, 38), y porque cada elemento rígido base (97, 98) está acoplado, durante la segunda carrera angular (β), a su respectivo elemento guía (37, 38) mediante la articulación de rotación (39, 40) que acopla el elemento guía (37, 38) al extremo superior de los medios de transmisión (31 , 32).
12. - El vehículo (10) según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque cada elemento guía (37, 38) comprende una zona periférica superficial (96), porque los medios de transmisión (31 , 32) son conjuntos de elementos articulados (33, 34) en los que cada conjunto comprende un elemento rígido intermedio (104) con uno de sus extremos acoplado mediante una articulación de rotación (105) a un elemento rígido base (106) y su otro extremo acoplado mediante una articulación de rotación (107) a un elemento rígido extremo (108), porque el elemento rígido base (106) y el elemento rígido intermedio (104) de cada conjunto de elementos articulados (33, 34) comprenden unas respectivas zonas periféricas superficiales (109, 1 10) que están acopladas y guiadas, ambas zonas (109, 1 10) o una de dichas zonas (109), durante la primera carrera angular (a), en la zona periférica superficial (96) de su respectivo elemento guía (37, 38), y porque cada elemento rígido base (106) está acoplado, durante la segunda carrera angular (β), a su respectivo elemento guía (37, 38) mediante la articulación de rotación (39, 40) que acopla el elemento guía (37, 38) al extremo superior de los medios de transmisión (31 , 32).
13. - El vehículo (10) según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque cada uno de los mecanismos de retorno trasero (41 , 42) comprende: una polea de radio constante (43, 44) o de radio decreciente (45) fijada a su respectivo elemento guía (37, 38) y giratoria solidariamente con él;
un elemento flexible de transmisión (46, 47) acoplado en la canal de la polea de radio constante (43, 44) o de radio decreciente (45); y
un muelle de tracción (48, 49) con un extremo acoplado al elemento flexible de transmisión (46, 47) y su otro extremo acoplado al bastidor (1 1 ).
14. - El vehículo (10) según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12, caracterizado porque cada uno de los mecanismos de retorno trasero (41 , 42) comprende un muelle de torsión helicoidal (50) o en espiral (51 ) dispuesto alrededor del eje de rotación (57) del eje de transmisión (54), con un extremo acoplado a su respectivo elemento guía (37, 38) y su otro extremo acoplado al bastidor (1 1 ) mediante un elemento rígido (52) o un elemento flexible de transmisión (53).
15. - El vehículo (10) según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque los mecanismos de retorno trasero (41 , 42) y los mecanismos de retorno delantero (25, 26) son un mismo mecanismo susceptible de actuar como mecanismo de retorno trasero y como mecanismo de retorno delantero.
16. - El vehículo (10) según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 14, caracterizado porque cada uno de los mecanismos de retorno delantero (25, 26) comprende un muelle de tracción (27, 28) o de torsión (29, 30), con un extremo acoplado a la parte delantera de su respectivo pedal (16, 17) y su otro extremo acoplado al bastidor (1 1 ).
17.- El vehículo (10) según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque los medios de transmisión de potencia (60) del eje de transmisión (54) a la rueda trasera (14) comprenden:
un plato (61 ) fijado al eje de transmisión (54);
un piñón (62) acoplado a la rueda trasera (14) mediante un cambio interno de buje (63); y
una cadena de transmisión (64) que transmite la potencia desde el plato (61 ) al piñón (62).
18.- El vehículo (10) según la reivindicación 17, caracterizado porque la cadena de transmisión (64) está provista de un tensor de cadena (65).
19. - El vehículo (10) según la reivindicación 13, caracterizado porque el acoplamiento de cada uno de los elementos guía (37, 38) a su respectivo mecanismo de rueda libre (58, 59) se realiza a través de una pieza cilindrica hueca (73) fijada al elemento guía (37, 38) y provista de una canal (74), constituyendo el conjunto de canal (74) y pieza cilindrica hueca (73) la polea de radio constante (43, 44) en cuya canal (74) está acoplado el elemento flexible de transmisión (46, 47) del mecanismo de retorno trasero (41 , 42); estando alojado en el interior de la pieza cilindrica hueca (73) un cojinete unidireccional (75, 76) cuyo anillo interior está acoplado al eje de transmisión (54) y cuyo anillo exterior está acoplado a la pieza cilindrica hueca (73) mediante una chaveta (77), estando además acoplado en el interior de la pieza cilindrica hueca (73) un anillo de retención (78) del movimiento lateral del cojinete unidireccional (75, 76) respecto de la pieza cilindrica hueca (73).
20. - El vehículo (10) según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el bastidor (1 1 ) comprende un elemento base (1 1 1 ), situado debajo de los pedales (16, 17), de unión de una parte delantera con una parte trasera del bastidor (1 1 ).
21 . - El vehículo (10) según la reivindicación 20, caracterizado porque el bastidor (1 1 ) comprende:
un tubo de dirección (1 12) al cual están acoplados unos cojinetes (1 13, 1 14) del mecanismo de dirección (12); uno o dos tubos curvados delanteros (1 15, 1 16) de unión del tubo de dirección (1 12) con la parte delantera del elemento base (1 1 1 );
un tubo transversal delantero (1 17) al cual está acoplado el eje (1 18) de las articulaciones (22, 23) de los pedales (16, 17);
un soporte (1 19) de unión del tubo transversal delantero (1 17) con la parte delantera del elemento base (1 1 1 );
un tubo transversal trasero (120) situado por encima de la rueda trasera (14) y al cual está acoplado el eje de transmisión (54) mediante unos cojinetes (55, 56);
un tubo curvado trasero (121 ) que une el tubo transversal trasero (120) con la parte trasera del elemento base (1 1 1 );
dos punteras (122, 123) en las que se acopla la rueda trasera (14);
dos tirantes inferiores (124, 125) de unión de la parte trasera del elemento base (1 1 1 ) con las respectivas punteras (122, 123); y
dos tirantes superiores (126, 127) de unión del tubo transversal trasero (120) con las respectivas punteras (122, 123).
22. - El vehículo (10) según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el bastidor (1 1 ) comprende un primer y un segundo tope superior (128, 129) para el primer y el segundo pedal (16, 17), respectivamente, que impiden que los pedales (16, 17) sobrepasen su posición extrema superior.
23. - El vehículo (10) según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el bastidor (1 1 ) comprende un primer y un segundo tope inferior (130, 131 ) de seguridad para el primer y el segundo pedal (16, 17), respectivamente, limitadores del movimiento rotatorio descendente (66) de los pedales (16, 17) en caso de avería del mecanismo de transmisión (15).
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018034466A1 (ko) * 2016-08-17 2018-02-22 홍석수 자전거
US11052965B2 (en) 2016-08-17 2021-07-06 Seok Su Hong Bicycle
EP4289714A1 (en) * 2022-06-07 2023-12-13 Tuleap S.L. Vehicle, in particular scooter
DK202330108A1 (en) * 2023-06-29 2025-03-11 Crosstepper Me Mover Aps Patent Application for Innovative Mechanical Transmission System with Increasing Gear Ratio Crosstepper Me-Mover ApS, hereby submit our patent application.

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR1054942A (fr) * 1952-02-28 1954-02-15 Dispositif de transmission pour bicyclettes ou véhicules analogues avec suppressiondu point mort de l'organe moteur
US5121654A (en) 1990-09-04 1992-06-16 Hector G. Fasce Propulsion and transmission mechanism for bicycles, similar vehicles and exercise apparatus
DE4319104A1 (de) 1993-06-04 1994-12-08 Diethard Moeller Antrieb für mit Muskelkraft getriebene Fahrzeuge, wie Roller und Fahrräder im weitesten Sinn, die im Verkehrs-, Sport- und Spielbereich genutzt werden
WO2002030732A1 (en) 2000-10-13 2002-04-18 Goldbike-Indústria De Bicicletas, Lda Step-bike
US6648355B2 (en) 2002-04-10 2003-11-18 Craig S. Ridenhour Step driven bicycle apparatus
WO2008063499A1 (en) 2006-11-21 2008-05-29 Bryan Pate Self-propelled vehicle propelled by an elliptical drive train
WO2010020726A1 (fr) 2008-08-20 2010-02-25 Dreamslide Pedalier compact
WO2010022903A1 (en) 2008-09-01 2010-03-04 Graditech Entwicklungs Gmbh Drive mechanism for a vehicle propellable by muscle power and vehicle
WO2011061128A1 (de) 2009-11-20 2011-05-26 Wolfgang Eisenberg Fitnessgerät

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR1054942A (fr) * 1952-02-28 1954-02-15 Dispositif de transmission pour bicyclettes ou véhicules analogues avec suppressiondu point mort de l'organe moteur
US5121654A (en) 1990-09-04 1992-06-16 Hector G. Fasce Propulsion and transmission mechanism for bicycles, similar vehicles and exercise apparatus
DE4319104A1 (de) 1993-06-04 1994-12-08 Diethard Moeller Antrieb für mit Muskelkraft getriebene Fahrzeuge, wie Roller und Fahrräder im weitesten Sinn, die im Verkehrs-, Sport- und Spielbereich genutzt werden
WO2002030732A1 (en) 2000-10-13 2002-04-18 Goldbike-Indústria De Bicicletas, Lda Step-bike
US6648355B2 (en) 2002-04-10 2003-11-18 Craig S. Ridenhour Step driven bicycle apparatus
WO2008063499A1 (en) 2006-11-21 2008-05-29 Bryan Pate Self-propelled vehicle propelled by an elliptical drive train
WO2010020726A1 (fr) 2008-08-20 2010-02-25 Dreamslide Pedalier compact
WO2010022903A1 (en) 2008-09-01 2010-03-04 Graditech Entwicklungs Gmbh Drive mechanism for a vehicle propellable by muscle power and vehicle
WO2011061128A1 (de) 2009-11-20 2011-05-26 Wolfgang Eisenberg Fitnessgerät

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018034466A1 (ko) * 2016-08-17 2018-02-22 홍석수 자전거
US11052965B2 (en) 2016-08-17 2021-07-06 Seok Su Hong Bicycle
EP4289714A1 (en) * 2022-06-07 2023-12-13 Tuleap S.L. Vehicle, in particular scooter
WO2023237280A1 (en) 2022-06-07 2023-12-14 Tuleap S.L. Scooter
DK202330108A1 (en) * 2023-06-29 2025-03-11 Crosstepper Me Mover Aps Patent Application for Innovative Mechanical Transmission System with Increasing Gear Ratio Crosstepper Me-Mover ApS, hereby submit our patent application.

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