ПАТЕНТНЫЙ ПОИСК В РФ
НОВЫЕ ПАТЕНТЫ, ЗАЯВКИ НА ПАТЕНТ
БИБЛИОТЕКА ПАТЕНТОВ НА ИЗОБРЕТЕНИЯ

способ передвижения и управления транспортным средством и транспортное средство для его осуществления

Классы МПК:B62K17/00 Велосипеды, не отнесенные к другим группам
B62K5/00 Велосипеды с тремя или более основными опорными колесами
B62K21/00 Рулевые устройства
Автор(ы):
Патентообладатель(и):Жуков Анатолий Гералевич
Приоритеты:
подача заявки:
1995-02-21
публикация патента:

Изобретение относится к мускульным транспортным средствам. Способ заключается в качении человека на расположенных друг за другом колесах, связанных друг с другом и с седлом, вертикальные плоскости которых поворачиваются относительно общей вертикальной оси, находящейся между ними. Качение совмещают с элементами шагающего движения, при этом каждую ногу человека соединяют с колесом, а управление осуществляют при помощи поворота ног и переноса центра тяжести человека. Транспортное средство является компактным, простым в использовании, езда на нем сопровождается большей маневренностью и проходимостью. 2 с. и 21 з.п.ф-лы, 20 ил.

Изобретение относится к транспортным средствам, а именно к способам передвижения и управления процессом движения, а также к транспортному машиностроению, в частности к индивидуальным компактным транспортным средствам.

Известен способ передвижения, реализующийся транспортным средством, включающий разгон путем перешагивания с одновременным преобразованием шагающего движения в движение качения [1].

Недостатками известного способа являются низкие проходимость и маневренность по причине того, что недостаточно используются преимущества шагающего движения для преодоления препятствий перешагиванием, а также для облегчения управления за счет быстрой смены направления движения при шагании, поскольку энергия шагания используется в основном для привода колес.

Наиболее близким к предлагаемому является способ передвижения и управления транспортным средством, заключающийся в качении человека в сидячем положении на расположенных друг за другом колесах, связанных друг с другом и с седлом, вертикальные плоскости которых поворачиваются относительно общей вертикальной оси, находящейся между ними. Кроме того, производят согласованный с направлением поворота наклон верхней части туловища человека [2].

Недостатками известного способа являются низкая проходимость и недостаточная управляемость ввиду жесткой фиксации центра тяжести и возможности его небольшого смещения только при повороте в поперечной плоскости путем наклона верхней части туловища, а также по причине невозможности использования преимуществ элементов шагающего движения при преодолении препятствий и управлении движением.

Известно транспортное средство, реализующее способ совмещенного движения качения с перешагиванием, содержащее две связанные посредством параллельно размещенных кривошипов платформы со средствами крепления ног и с роликами, установленными на кривошипах посредством обгонных муфт, раму, установленную на кривошипах с дополнительными коленами, каждое из которых связано с парой кривошипов и платформами, кроме того, снабжено дополнительной рамой, выполненной с поворотными и неповоротными колесами, между которыми с возможностью вертикального перемещения расположена рама с кривошипами, платформами и роликами и обгонными муфтами [1].

Недостатками известного устройства являются низкая проходимость, позволяющая перемещаться только по ровной поверхности, низкая маневренность, а также недостаточная гибкость управления ввиду невозможности использования элементов естественного шагающего движения по причине того, что обе платформы, на которых размещаются ноги человека, связаны между собой жесткими связями при помощи кривошипов, а также по причине отсутствия степеней свободы седла, не позволяющего манипулировать положением центра тяжести; а также громоздкость конструкции и невозможность складывания.

Наиболее близким к предлагаемому является однокалейное транспортное средство, содержащее раму, выполненную из передней и задней частей, шарнирно соединенных между собой с возможностью поворота вокруг общей вертикальной оси соединения, два узла крепления колес, установленные один за другим на концах рамы, седло, расположенное над вертикальной осью соединения частей рамы. Кроме того, устройство содержит спинку, рулевой рычаг, а ось соединения является рулевой колонкой, которая размещена под сиденьем, спинка закреплена на передней части рамы, рулевой рычаг жестко соединен с задней частью рамы, а его длина меньше расстояния от рулевой колонки до переднего колеса [2].

Недостатками известного устройства являются низкая проходимость, маневренность и управляемость по причине использования лишь движения качения, а также ввиду невозможности перемещения центра тяжести устройства при управлении и преодолении препятствий и невозможности использования преимуществ элементов шагающего движения, а также громоздкости конструкции по причине применения колес большого диаметра.

Целью изобретения является повышение проходимости, маневренности и управляемости за счет осуществления возможности одновременного сочетания движения качения с элементами шагающего движения и осуществления возможности балансирного управления, а также повышения комфортности за счет складывания и осуществления возможности применения колес малого диаметра.

Поставленная цель достигается тем, что в известном способе передвижения и управления транспортным средством, заключающемся в качении человека в сидячем положении на расположенных друг за другом колесах, связанных друг с другом и седлом, вертикальные плоскости которых поворачиваются относительно общей вертикальной оси, находящейся между ними, дополнительно качение совмещают с элементами шагающего движения, при этом каждую ногу человека соединяют с колесом, а управление осуществляют при помощи поворота ног и переноса центра тяжести человека. Кроме того, для преодоления препятствий переносят центр тяжести с одной ноги на другую и обратно в сидячем положении или стоячем, а при переносе центра тяжести приподнимают поочередно каждую ненагруженную ногу с колесом. Кроме того, для облегчения изменения направления движения поворот осуществляют при помощи ног путем согласованного поворота ступней ног с колесами вокруг вертикальных осей, проходящих через точки касания колесами земли, и одновременно производят согласованный с направлением поворота наклон нижней части туловища в сторону, противоположную повороту. Кроме того, для обеспечения изменения направления движения приподнимают ногу с колесом, находящуюся спереди, поворачивают ступню этой ноги с колесом на необходимый угол в сторону поворота и опускают на землю, а после выполнения поворота те же операции производят со второй ногой. Кроме того, для облегчения изменения направления движения производят отрыв от земли обеих колес одновременно за счет подпрыгивания и поворота в воздухе на необходимый угол поворота. Кроме того, для облегчения изменения направления движения в процессе поочередного приподнимания каждой ненагруженной ноги производят шаг в сторону необходимого нового направления движения. Кроме того, для повышения проходимости за счет движения по ступенькам, передвижение осуществляют под углом к нормали ступенек, причем синхронизацию движений шагания и качения в зависимости от размеров ступенек производят за счет изменения угла передвижения относительно нормали.

Для достижения поставленной цели известное транспортное средство, содержащее раму, выполненную из передней и задней частей, шарнирно соединенных между собой с возможностью поворота вокруг общей вертикальной оси соединения, два узла крепления колес, установленные один за другим на концах рамы, седло, расположенное над вертикальной осью соединения частей рамы, дополнительно снабжено подседельной стойкой, один конец которой соединен с верхней частью оси при помощи шарнира, позволяющего стойке наклоняться вперед-назад по ходу движения, другой конец стойки соединен с нижней частью седла при помощи шарнира, с возможностью наклона седла в вертикальной плоскости, проходящей через центры колес, седло вместе с осью выполнено с возможностью поворота в горизонтальной плоскости, на оси каждого из узлов крепления колес расположено по одной неподвижно закрепленной педали с элементами фиксации ноги. Кроме того, подседельная стойка имеет элемент регулирования и фиксации ее длины, а седло шарнирно соединено с одним концом тяги, также имеющей элемент регулирования ее длины и установленной параллельно стойке, другой конец тяги шарнирно соединен с верхней частью оси. Кроме того, каждый из узлов крепления колес выполнен в виде вилки, внутри которой на оси узла расположено свободно вращающееся колесо, а педаль расположена вне вилки на продолжении оси узла, причем на переднем узле педаль расположена с одной стороны колеса, на заднем - с противоположной. Кроме того, каждый из узлов крепления колес выполнен в виде тележки, содержащей по меньшей мере две пары колес, каждое из которых расположено на концах своей оси, педаль является одновременно основанием тележки. Кроме того, крепление осей колес в виде роликов в каждом узле выполнено подвижным с возможностью поворота и самоустановления. Кроме того, каждый из узлов крепления колес выполнен в виде оси, на концах которой расположены по меньшей мере по одному свободно вращающемуся колесу, педаль на переднем узле расположена по одну сторону соединения его с рамой, а на другом узле - по другую сторону соединения его с рамой. Кроме того, шарниры, соединяющие нижние части подседельной стойки и рамы с верхней частью указанной оси выполнены карданными или шаровыми. Кроме того, дополнительно введен привод, соединенный с одним из узлов крепления колес, либо с обоими узлами крепления колес, либо каждый узел имеет свой привод. Кроме того, дополнительно введен грузовой каркас, крепления, соединенные с грузовым каркасом и держатели для грузов, расположенные на грузовом каркасе, нижняя часть которого соединена с седлом. Кроме того, устройство дополнительно снабжено защитным фонарем-обтекателем, расположенным над верхней частью грузового каркаса и соединенным с ней, проекция которого на горизонтальную плоскость перекрывает проекцию седла. Кроме того, для повышения компактности каждая часть рамы выполнена в виде трубы, соединенной одним концом с помощью вилки с колесом с возможностью его вращения, а другим концом - с верхней частью вертикальной оси, причем это соединение имеет дополнительный шарнир, позволяющий осуществлять поворот каждой части рамы в вертикальной плоскости при складывании устройства, дополнительно введены два тросика, каждый из которых соединен одним концом с роликом, расположенным на нижней части вертикальной оси соединения с возможностью поворота вокруг нее, а другим концом с концом соответствующей части рамы у колеса. Кроме того, дополнительно введены буксировочные элементы, расположенные на верхней части вертикальной оси, причем первый элемент расположен спереди оси, а второй сзади по ходу движения. Кроме того, введены бамперы-обтекатели, закрывающие переднюю и верхнюю части узлов крепления колес с педалями и элементами фиксации ног. Кроме того, введен корпус колоколообразной формы и стойки его крепления, одна из которых расположена на подголовнике грузового каркаса и соединена с верхней частью корпуса внутри, а другая - одним концом соединена с нижней частью грузового каркаса, а другим концом - с задней поверхностью корпуса изнутри.

Для достижения поставленной цели в предложенное транспортное средство, содержащее комплект, дополнительно введены дополнительные комплекты, по меньшей мере один, соединенные с первым комплектом и друг с другом последовательно в цепь с помощью соединительных тяг, каждая из которых соединена с буксировочными элементами смежных комплектов, а количество соединительных тяг на одну меньше общего числа комплектов. Кроме того, в него введены дополнительные комплекты, по меньшей мере один, соединенные между собой параллельно в шеренгу, причем соединения выполнены по трем точкам при помощи дополнительно введенных прямых тяг, соединяющих между собой соединения смежных комплектов, каждое соединение тяги с комплектом выполнено шарнирным, причем, каждый шарнир обладает двумя степенями свободы, а именно возможностью поворота тяги в вертикальной плоскости, перпендикулярной направлению движения, и возможностью вращения ее вокруг продольной оси.

На фиг. 1 изображена схема способа перемещения.

На фиг. 2 изображена схема выполнения способа управления транспортным средством.

На фиг. 3 изображена схема выполнения способа передвижения при перемещении по ровной поверхности и при преодолении препятствия.

На фиг. 4 изображена схема процесса выполнения поворота по предлагаемому способу при виде сверху.

На фиг. 5 - то же, что и на фиг. 4 при виде сзади.

На фиг. 6 изображена схема перемещения по ступенькам лестницы.

На фиг. 7 изображена схема транспортного средства, реализующего предложенный способ, вид сбоку.

На фиг. 8 изображена схема транспортного средства, вид спереди.

На фиг. 9 изображена схема транспортного средства, вид снизу.

На фиг. 10 изображено транспортное средство в сложенном виде.

На фиг. 11 изображен вариант выполнения транспортного средства, вид сбоку.

На фиг. 12 изображена схема устройства по фиг. 11, в сложенном виде.

На фиг. 13 изображена схема узлов крепления колес, снабженных бамперами.

На фиг. 14 изображен вариант транспортного средства с узлами колес в виде роликовых тележек.

На фиг. 15 изображена схема варианта транспортного средства с двумя параллельно широко расположенными колесами в каждом узле крепления колес.

На фиг. 16 изображен коллективный вариант транспортного средства при последовательном соединении отдельных комплектов в цепь.

На фиг. 17 изображена схема варианта из двух параллельно соединенных транспортных средств, снабженных корпусом, вид сбоку.

На фиг. 18 изображена та же схема, что и на фиг. 17, вид сверху.

На фиг. 19 изображена схема крепления тяг, соединяющих комплекты между собой параллельно.

На фиг. 20 изображено коллективное выполнение транспортного средства при параллельном соединении комплектов.

Способ передвижении и управления транспортным средством основан на использовании элементов шагающего движения, свойственных человеку при преодолении препятствий, поворотах, резких изменениях направления движения и т.д. и совмещении их с движением качения, что позволяет сочетать высокую скорость перемещения с повышенной проходимостью, маневренностью и управляемостью, свойственными шагающему движению.

Способ передвижения и управления транспортным средством осуществляют за счет того, что размещают связанные между собой узлы крепления колес вблизи ступней ног человека и непосредственно связывают их со ступнями ног. При этом в случае движения по ровной поверхности (фиг. 1) осуществляют качение на колесах, человек опирается на сиденье 1 и узлы 2, 3 крепления колес 4. Если на поверхности 5 встречается препятствие 6, то, не останавливая движения качения, осуществляют подъем ноги, находящейся спереди, вместе с соответствующим первым узлом 2 крепления колеса 4 и одновременно производят отклонение центра тяжести 7 назад относительно узлов 2 и 3 крепления колес 4 (фиг. 2) так, чтобы он находился над вторым узлом 3, располагающимся сзади или позади его по ходу движения в зависимости от размеров препятствия 6 (фиг. 2). Затем, не прекращая движения качения, опускают первую ногу с узлом 2 на поверхность 8, находящуюся за препятствием 6 и, перемещая центр тяжести 7 вперед к положению над первым узлом 2 или вперед его, приподнимают вторую ногу, находящуюся сзади с узлом 3 (фиг. 3) и опускают его колесом 4 на поверхность 8 за препятствием 6. Таким образом, движение качения выгодно совмещается с элементами шагающего движения, что позволяет преодолевать препятствия значительных размеров, используя колеса лишь малых размеров, вплоть до роликов. В то же время перемещение человека производится в сидячем положении, как в полноценном транспортном средстве, причем на всем протяжении участка движения, включая преодоление препятствий.

Для осуществления управления движением также используют лишь движение ног и корпуса. Например, при повороте производят согласованный последовательный во времени поворот ног вместе с узлами 2, 3 крепления колес 4 и с колесами 4 вокруг вертикальных осей 9, проходящих через точки 10 соприкосновения колес 4 с землей (фиг. 4). При этом ступни ног с колесами становятся по касательным к дуге поворота 11 (фиг. 4), а нижнюю часть корпуса человека отклоняют по направлению из центра дуги поворота 11 так, чтобы положение проекции 12 центра тяжести 7 на поверхность земли не изменилось, т.е. оставалось на прямой, соединяющей точки 10 касания колесами 4 земли (фиг.4, 5). Это происходит за счет изгиба жесткой связи 13 между узлами 2 и 3 в центральном вертикальном шарнире 14. Поворот на небольшой угол может быть осуществлен также подъемом и опусканием ноги, располагающейся спереди, с передним узлом 2 с одновременным поворотом ступни этой ноги с узлом 2 и колесом 4 по новому направлению движения в процессе подъема ноги. С целью сохранения устойчивости движения производят те же манипуляции корпусом, как и в предыдущем случае. Повороты на любой угол могут производиться за счет подпрыгивания с одновременным отрывом обоих ног с колесами 4 от земли и поворотом в воздухе на необходимый угол. Для сохранения устойчивости в процессе качения в момент приземления производят отклонение центра тяжести 7 наклоном корпуса по радиусу к центру дуги поворота. При повороте таким путем на угол равный 180o без прекращения поступательного движения перед приземлением производят отключение сцепления, а после приземления - плавное его включение до вывода на необходимый режим.

Изменение направления движения в виде изменения колеи в процессе движения качения может выполняться за счет поочередных шагов в сторону обеими ногами с узлами 2 и 3 и колесами 4 во время их отрыва от земли.

При выполнении передвижения по ступенькам лестницы 15 (как вверх, так и вниз) перемещение осуществляют не по нормали 16 к ступенькам 15, а под углом способ передвижения и управления транспортным средством и   транспортное средство для его осуществления, патент № 2147537 к ней (фиг.6). Изменение этого угла позволяет регулировать величину пути, проходимую каждым колесом по одной ступеньке и позволяет в зависимости от конкретной ширины каждой ступеньки и скорости движения качения засинхронизировать шагающие движения ногами при перешагивании ступенек с движением качения по ним. Перешагивание можно осуществлять через несколько ступенек в зависимости от их конкретных размеров.

Транспортное средство (фиг. 7-9) содержит седло 17, передний 18 и задний 19 узлы крепления колес 20 и 21, каждый из которых представляет собой вилку 22 с осью 23, на которой свободно вращается колесо 20 (21); педали 24 с элементами 25 фиксации ног, каждая педаль 24 закреплена на продолжении оси узла 18 и 19 так, что плоскость педали 24 перпендикулярна плоскости колеса 20 (21), причем на обоих узлах педали 24 расположены по разные стороны от колес 20, 21, например, на переднем узле 18 справа, а на заднем 19 - слева, грузовой каркас 26 в виде трубчатой рамы, нижняя часть которого соединена с задней частью седла 17 с возможностью отсоединения, верхняя часть грузового каркаса 26 оканчивается подголовником 27, регулируемым по высоте; к верхней части грузового каркаса 26 также крепится с возможностью отсоединения прозрачный замкнутый обтекатель-фонарь 27; элементы фиксации 29 водителя в виде заплечных ремней, соединенные с передней частью (по направлению движения) грузового каркаса 26; трубчатую подседельную стойку 30, имеющую возможность регулирования и фиксации длины с помощью элемента 31 регулирования; шарнирный узел 32, соединенный с нижним концом подседельной стойки 30, верхний конец которой с помощью шарнира 33 соединен с выступом 34 седла 17, причем шарнир 32 позволяет стойке 30 наклоняться вперед-назад по ходу движения в вертикальной плоскости, а шарнир 33 позволяет поворачиваться седлу 17 в той же плоскости; тягу 35, проходящую параллельно подседельной стойке 30, длина которой может регулироваться и фиксироваться элементом 36, нижний конец тяги 35 соединен при помощи шарнира 37 с узлом 32, а верхний конец - с седлом при помощи шарнира 38, шарниры 37 и 38 аналогичны шарнирам 32 и 33; раму, состоящую их двух частей - передней 39 и задней 40 шарнирно сочлененных между собой с возможностью поворота относительно друг друга вокруг вертикальной оси 43 соединения; привод 41 на одно из колес 20 или 21 с мотором 42; правую 44 и левую 45 рукоятки, расположенные перпендикулярно вертикальной плоскости симметрии и соединенные с верхней частью подседельной стойки 30; органы управления 46 приводом 241, мотором 42 и тормозом, расположенные на рукоятках 44, 45.

Вариант транспортного средства (фиг. 11) другой конфигурации складывания содержит две части рамы 39 и 40, выполненные в виде одиночных труб, нижние концы которых у колес 20, 21 соединены тросиками 47 с роликом 48, расположенным на нижнем конце оси соединения 43; верхние концы труб 39 и 40 передней и задней частей рамы соединены при помощи шарниров 49 и 50, соответственно, со втулками, свободно вращающимися на оси соединения 43 в верхней ее части; на одной или обеих трубчатых частях 39 и 40 рамы расположены один или два двигателя 42 с приводами 41 на одно или на каждое колесо 20, 21.

Транспортное средство (фиг. 13) может иметь бамперы 51 на узлах клепления колес 18 и 19, расположенные на продолжении осей 23 узлов так, что закрывают передние части колес 20, 21 и педали 24 с частью расположенной на каждой из них ступни; на передних частях бамперов 51 могут быть расположены элементы сигнализации 58 и фары 59.

Транспортное средство (фиг. 14) с узлами 18 и 19 крепления колес в виде многоколесных тележек (фиг. 14) содержит узлы 18 и 19 в виде педалей 24 для ног с элементами 25 фиксации, причем каждая педаль 24 служит платформой тележки, с которой соединены оси 23 жестко или с возможностью поворота в плоскости педали 24, на которых свободно вращаются колеса, например в виде роликов 52; части 39 и 40 соединены шарнирно с педалями 24, причем передняя тележка 18 соединена с частью 39 с одной стороны вертикальной плоскости симметрии, например справа, а задняя тележка 19 соединена с частью 40 с другой стороны, например слева (фиг. 14); шарнирные соединения тележек 18 и 19 с частями 39 и 40 выполнены так, что позволяют тележкам 18 и 19 поворачиваться вокруг оси, параллельной осям роликов 52, привод 41 выполнен на одну или несколько пар роликов 52 одного или обоих узлов 18 и 19; соединение оси 23 каждого ролика 52 с педалью 24 может быть выполнено подвижным, т.е. с возможностью поворота оси 23 в плоскости педали 24; либо оси 23 могут быть неподвижными относительно педали 24 с одновременным выполнением шарнирных узлов 32 и 37 карданными или шаровыми; шарнирный узел 32 выполнен заодно с узлом 37 и заодно с передним 54 и задним 55 буксировочными элементами.

Вариант выполнения узлов 18 и 19 крепления колес 20 и 21 с парой широко поставленных колес в каждом узле (фиг. 15) содержит колеса 20 и 21, например, увеличенного диаметра, расположенные на концах удлиненных осей 23 и свободно вращающихся на них, либо жестко закрепленные на осях 23 с возможностью свободного вращения каждой пары колес 20 и 21 вместе с осью 23 во втулке 57 с подшипниками, каждая из которых соединена с соответствующей частью рамы 39 или 40; педали 24 расположены поверх втулок 57 по разные стороны рамы в разных узлах 18 и 19; шарнирные узлы 32 и 37 выполнены шаровыми или карданными.

Коллективный вариант выполнения транспортного средства (фиг. 16) содержит несколько комплектов 53 транспортных средств, соединенных последовательно между собой в цепочку с помощью передних 54 и задних 55 буксировочных элементов каждого комплекта 53, причем задний элемент 55 последующего комплекта 53 соединен с передним элементом 54 предыдущего комплекта 53 в цепи при помощи дуговой тяги 56, при этом число тяг 57 на одну меньше числа комплектов 53; каждый комплект 53 в цепи может иметь двигатель 42, либо только часть комплектов, в частном случае один, остальные при этом являются пассивными.

На фиг. 17 изображено транспортное средство, состоящее из параллельного соединения двух комплектов 53, содержащее корпус 57 с прозрачной передней частью обтекаемой колоколообразной формы, накрывающий сверху оба комплекта до колес 20, 21 и не имеющий дна, в вершине корпус 57 соединен изнутри с грузовым каркасом 26 при помощи стойки 58, являющийся продолжением подголовника 27, а в поясном отделе корпус 57 закреплен на стойках 59 (одной или нескольких), соединяющих его с задней частью седла 17 или нижней частью грузового каркаса 26; комплекты 53 соединены между собой при помощи трех тяг 60, первая из которых расположена между передними узлами 18 крепления колес 20, 21, вторая - между задними узлами 19, а третья - между верхними частями подседельных стоек 30, причем каждая тяга 60 с обоих концов закреплена в двойном шарнире, первый 61 из которых позволяет ей поворачиваться вокруг продольной оси, а второй 62 - поворачиваться вокруг оси, перпендикулярной продольной оси тяги 60 и расположенной на ее конце вертикально относительно комплекта 53 (фиг. 19). Корпус 57 состоит из двух половин, причем половина 63 корпуса 57 имеет возможность поворачиваться вверх в шарнире 64 на угол, близкий к 90o, в верхнем узле 58 крепления корпуса 57 и фиксироваться в таком положении.

Кроме того, устройство во всех вариантах (фиг. 7-20) содержит бензобак 65, который может быть расположен на подседельной стойке 30 или вокруг нее; как показано на фиг. 7, 8. Варианты устройства с одноколесными узлами 18, 19 содержат грязезащитные щитки или крылья 65, частично закрывающие колеса 20, 21. На фиг. 7 схематически изображен полезный груз 67, расположенный за спиной водителя на грузовом каркасе 26 и закрепленный в грузодержателях 68.

Транспортное средство, реализующее предложенный способ, используют следующим образом.

Водитель размещается (фиг. 7) в сидячем положении в седле 17, ступню одной ноги размещают в первом узле 18, а ступню другой ноги - во втором узле 19 крепления колес 20, 21, представляющих собой вилки 22 с осями 23, на которых свободно вращаются колеса 20, 21. Это происходит за счет размещения ног на педалях 24 с закреплением их элементами фиксации 25. Спина при этом может опираться на грузовой каркас 26, а голова - на подголовник 27 и закрывается сверху и спереди при необходимости фонарем 28. Элементы 26-28 могут устанавливаться и сниматься при необходимости. В таком положении водителя фиксируют элементами фиксации 29, например типа заплечных ремней. Длину подседельной стойки 30 подбирают по длине ног водителя с помощью элемента 31 регулирования и фиксации ее длины. При передвижении на транспортном средстве элементы шагающего движения осуществляют по предложенному способу, поднимая поочередно то одну, то другую ногу вместе с узлами 18, 19 крепления колес 20, 21 с колесами 20, 21 с целью облегчения преодоления препятствий и управления движением. Перемещение центра тяжести вперед-назад по ходу движения производят отклонениями подседельной стойки 30 в шарнире 32 в вертикальной плоскости, проходящей через подседельную стойку 17 и центры колес 20, 21. Горизонтальное положение седла 17 при этом обеспечивается поворотом подседельной стойки 30 в шарнире 33 относительно выступа седла 34, а также за счет тяги 35, длина которой равна длине подседельной стойки и предварительно регулируется элементом 36, но расположена выше ее, в результате чего образуется с ней параллелограмм. Перемещение тяги 35 за подседельной стойкой 30 и обеспечение тем самым горизонтальности седла 17 осуществляется за счет поворота тяги 35 в нижнем 37 и верхнем 38 шарнирах аналогично подседельной стойке 30. Колеса 20, 21 вращаются на осях, установленных в вилках 22 передней 39 и задней 40 частей рамы. Привод 41 от мотора 42 может быть на переднее или заднее колесо 20 или 21, либо на оба колеса 20 и 21 от двух моторов 42. Обе части 39 и 40 рамы свободно поворачиваются друг относительно друга вокруг вертикальной оси соединения 43, соединенной через шарнир 32 с подседельной стойкой 30. Относительно частей 39 и 40 рамы ось 43 может поворачиваться только вместе с подседельной стойкой 30. При поворотах транспортного средства первая 39 и вторая 40 части рамы поворачиваются вокруг вертикальной оси соединения 43 и образуют между собой тупой угол, меньший 180o, за счет движения нижней части корпуса от центра дуги поворота, и в результате чего происходит наклон всего транспортного средства в сторону поворота, а проекция центра тяжести на землю остается на месте, чем достигается устойчивость на повороте. С целью достижения более устойчивого положения человека в транспортном средстве при движении, человек может удерживаться руками за рукоятки 44 и 45, расположенные под седлом на верхнем конце подседельной стойки 30. Управление приводом 41, двигателем 42 и тормозом может осуществляться с помощью выносного пульта, который удерживается в руках и соединен с транспортным средством гибким тросиком, либо с помощью органов управления 46 (газ, тормоз, сцепление), расположенных на рукоятках 44 и 45.

Для складывания транспортного средства (фиг. 10) поворачивают в любую сторону одну из частей рамы, например 39, вокруг вертикальной оси соединения 43 на угол, близкий к 180o. Подседельную стойку 30 с седлом 17 и тягой 35 наклоняют в сторону сложенных частей рамы 39 и 40 до предела, т.е. до соприкосновения с ними или с приводом 41, 42 (фиг.10). Грузовой каркас 26 с подголовником 27 и фонарем 28 может отстегиваться. В таком положении транспортное средство занимает чрезвычайно мало места.

В случае выполнения частей 39 и 40 рамы в виде одиночных труб с усилением их тросиками 47, крепящимися к ролику 48 на нижнем конце оси соединения 49 (фиг. 11), складывание транспортного средства осуществляется следующим образом. Для складывания необходимо лишь приподнять его над землей за седло 17 так, чтобы колеса 20, 21 не касались поверхности земли. При этом происходит поворот обеих частей 39 и 40 в вертикальной плоскости, проходящей через колеса 20, 21, колесами 20 и 21 вниз. Этот поворот происходит в шарнирах 49 и 50. Тросики 47 свободно повисают на ролике 48 (фиг. 12), а все транспортное средство может быть подвешено, например, на крючок на стенке за седло 17. При этом он занимает очень маленькую площадь стены. Таким образом, поскольку все части на шарнирах имеют возможность свободного перемещения друг относительно друга как в рабочем, так и в сложенном положении, а элементы фиксации отсутствуют, то складывание и приведение в рабочее положение транспортного средства производится практически мгновенно.

Если узлы 18 и 19 крепления колес выполнены в виде четырех- или более колесных тележек с колесами в виде роликов 52 (фиг. 14) в случае со свободно поворачивающимися в горизонтальной плоскости осями (вертикальные оси поворота проходят через центры осей роликов 52), т.е. с возможностью их самоустановки по выбранному направлению движения, перемещение транспортного средства и управление им осуществляется по всем пунктам способа аналогично транспортному средству по фиг. 7-9. В случае выполнения узлов 18 и 19 крепления колес 20, 21 в виде четырехколесных тележек с колесами в виде роликов 52 с зафиксированными осями или с двумя колесами 20, 21 увеличенного размера (фиг.15) выполнение поворотов как во время движения, так и с остановкой выполняют аналогично предыдущим вариантам по предлагаемому способу, благодаря тому, что наклоны нижней части корпуса водителя в сторону, противоположную повороту или верхней части корпуса в сторону поворота для сохранения положения центра тяжести и повышения устойчивости на повороте осуществляют наклоном подседельной стойки 30 вправо-влево в направлении перпендикулярно направлению движения в шаровом или карданном шарнирном узле 32 вместе с соответствующим наклоном тяги 35 в аналогичном шарнире 37. Многоколесное выполнение узлов 18 и 19, особенно в случае на фиг. 15, позволяет повысить устойчивость транспортного средства при передвижении и сохранять его устойчивость в неподвижном состоянии, однако несколько увеличиваются весогабаритные показатели.

Предлагаемое транспортное средство может быть использовано при коллективном передвижении. В этом случае отдельные комплекты 53 подвижно соединяют за буксировочные элементы 54 и 55 последовательно друг с другом при помощи дугообразных тяг 56 (фиг. 16). Дугообразная форма тяг 56 и шарнирные их соединения с буксировочными элементами 54 и 55 позволяют не препятствовать шагающим движениям каждого комплекта 53. При соединении комплектов 53 в цепь каждый из них может иметь собственный привод 42 на один или оба узла 18 и 19, либо часть комплектов 53 являются пассивными, т.е. привода не имеют. Пассивными могут быть все комплекты 53, кроме одного.

При выполнении транспортного средства с корпусом 57 (фиг. 17, 18) за счет крепления последнего в вершине на стойке 58 и в поясном отделе на стойках 59 и за счет отсутствия дна у корпуса 57 освобождается ходовая часть и сохраняется возможность сочетания движения качения с шагающими движениями. Под одним корпусом могут располагаться один или более параллельно соединенных комплектов 53 транспортного средства. Передвижение и управление осуществляется также как и в одиночном комплекте 53, т.е. каждым из параллельно соединенных комплектов 53 управляют индивидуально по потребностям. Независимое управление каждым комплектом 53 позволяют осуществлять три тяги 60, соединяющие шарнирно первый и второй комплекты 53 (фиг. 17, 18), каждая из которых может поворачиваться вокруг своей оси (продольной) в шарнирах 61 и в шарнирах 62 на концах тяги относительно осей, перпендикулярных продольной оси (фиг.19). Передняя часть 63 корпуса 57 поднимается вверх за счет поворота ее в верхнем шарнире 64 и фиксируется в таком положении при входе и выходе водителей.

Параллельное соединение более двух транспортных средств (фиг. 20) для коллективного пользования также позволяет осуществить индивидуальное управление каждым комплектом 53 благодаря шарнирно соединяющим их тягам 60. Такое соединение комплектов 53 позволяет осуществлять элементы шагающего движения независимо в каждом комплекте 53 по потребностям в процессе движения, а также реализовать необходимые перемещения центра тяжести в каждом комплекте 53.

Предложенный способ передвижения и управления транспортным средством по сравнению с известным средством-прототипом и известными способами-аналогами, обладает следующими преимуществами:

- повышенной проходимостью, не зависящей от размеров колес, поскольку использует перешагивающие движения в сочетании с движением качения, в частности позволяющие двигаться даже по лестницам;

- высокой маневренностью и управляемостью за счет введения возможности совмещения механического движения качения с естественными человеческими элементами шагающего движения, совершенными по своей природе, что позволяет реализовать высокую гибкость управления по сравнению со способами, использующими механические подобия шагающих движений, которые являются несовершенными ввиду низкой точности их воспроизведения;

Предлагаемое транспортное средство по сравнению с известными, в том числе с прототипом, обладает следующими преимуществами:

- высокой простотой и технологичностью ввиду отсутствия специальных элементов управления, а также по причине отсутствия фиксирующих элементов, защелок и т.п., т.к. части устройства в рабочем положении являются свободно "плавающими" относительно друг друга в шарнирах;

- высокой степенью компактности ввиду малых размеров и, благодаря дополнительно введенным элементам, соединенным предложенным образом, удобству складывания;

- малым временем приведения в рабочее положение по причине отсутствия фиксирующих элементов;

- многофункциональностью и многовариантностью устройства, позволяющим использовать его в различных местностях, при перевозке грузов, для коллективного использования, в комфортном и скоростном вариантах, с корпусом и т.д.

Источники информации.

1. Авторское свидетельство СССР N 1747304, МПК6 B 62 K 5/00, 1992.

2. Авторское свидетельство СССР N 1650512, МПК6 B 62 K 21/00, 1991.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Способ передвижения и управления транспортным средством, заключающийся в качении человека в сидячем положении на расположенных друг за другом колесах, связанных друг с другом и седлом, вертикальные плоскости которых поворачиваются относительно общей вертикальной оси, находящейся между ними, отличающийся тем, что качение совмещают с элементами шагающего движения, при этом каждую ногу человека соединяют с колесом, а управление осуществляют при помощи поворота ног и переноса центра тяжести человека.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что для преодоления препятствий переносят центр тяжести с одной ноги на другую и обратно в сидячем положении, а при переносе центра тяжести приподнимают поочередно каждую ненагруженную ногу с колесом.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что для облегчения изменения направления движения поворот осуществляют при помощи ног путем согласованного поворота ступней ног с колесами вокруг вертикальных осей, проходящих через точки касания колесами земли, и одновременно производят согласованный с направлением поворота наклон нижней части туловища в сторону, противоположную повороту.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что для облегчения изменения направления движения приподнимают ногу с колесом, находящуюся спереди, поворачивают ступню этой ноги с колесом на необходимый угол в сторону поворота и опускают на землю, а после выполнения поворота те же операции производят со второй ногой.

5. Способ по п.1, отличающийся тем, что для облегчения изменения направления движения производят отрыв от земли обоих колес одновременно за счет подпрыгивания и поворота в воздухе на необходимый угол поворота.

6. Способ по п.1, отличающийся тем, что для облегчения изменения направления движения в процессе поочередного приподнимания каждой ненагруженной ноги производят шаг в сторону необходимого нового направления движения.

7. Способ по пп.1 и 2, отличающийся тем, что для повышения проходимости за счет движения по ступенькам передвижение осуществляют под углом к нормали ступенек, причем синхронизацию движений шагания и качения в зависимости от размера ступенек производят за счет изменения угла передвижения относительно нормали.

8. Транспортное средство, содержащее раму, выполненную из передней и задней частей, шарнирно соединенных между собой с возможностью поворота вокруг общей вертикальной оси соединения, два узла крепления колес, установленных один за другим на концах рамы, седло, расположенное над вертикальной осью соединения частей рамы, отличающееся тем, что оно снабжено подседельной стойкой, один конец которой соединен с верхней частью оси при помощи шарнира, позволяющего стойке наклоняться вперед-назад по ходу движения, другой конец стойки соединен с нижней частью седла при помощи шарнира с возможностью наклона седла в вертикальной плоскости, проходящей через центры колес, седло вместе с осью выполнено с возможностью поворота в горизонтальной плоскости, на оси каждого из узлов крепления колес расположено по одной неподвижно закрепленной педали с элементами фиксации ноги.

9. Транспортное средство по п. 8, отличающееся тем, что подседельная стойка имеет элемент регулирования и фиксации ее длины, а седло шарнирно соединено с одним концом тяги, также имеющей элемент регулирования ее длины, и установленной параллельно стойке, другой конец тяги шарнирно соединен с верхней частью оси.

10. Транспортное средство по п.8, отличающееся тем, что каждый из узлов крепления колес выполнен в виде вилки, внутри которой на оси узла расположено свободно вращающееся колесо, а педаль расположена вне вилки на продолжении оси узла, причем на переднем узле педаль расположена с одной стороны колеса, на заднем - с противоположной.

11. Транспортное средство по п.8, отличающееся тем, что каждый из узлов крепления колес выполнен в виде тележки, содержащей, по меньшей мере, две пары колес, каждое из которых расположено на концах своей оси, педаль является одновременно основанием тележки.

12. Транспортное средство по п.11, отличающееся тем, что крепление осей колес в виде роликов в каждом узле выполнено подвижным с возможностью поворота и самоустановки.

13. Транспортное средство по п.8, отличающееся тем, что каждый из узлов крепления колес выполнен в виде оси, на концах которой расположены, по меньшей мере, по одному свободно вращающемуся колесу, педаль на переднем узле расположена по одну сторону соединения его с рамой, а на другом узле - по другую сторону соединения его с рамой.

14. Транспортное средство по пп.11 и 13, отличающееся тем, что шарниры, соединяющие нижние части подседельной стойки и рамы с верхней частью указанной оси, выполнены карданными или шаровыми.

15. Транспортное средство по п.8 и любому из пп.9 - 11, отличающееся тем, что дополнительно содержит привод, соединенный с одним из узлов крепления колес, либо с обоими узлами крепления колес, либо каждый узел имеет свой привод.

16. Транспортное средство по п.8 и любому из пп.9 - 15, отличающееся тем, что дополнительно введен грузовой каркас крепления, соединенные с грузовым каркасом, и держатели грузов, расположенные на грузовом каркасе, нижняя часть которого соединена с седлом.

17. Транспортное средство по п.8 и любому из пп.9 - 15 и 16, отличающееся тем, что снабжено защитным фонарем-обтекателем, расположенным над верхней частью грузового каркаса и соединенным с ней, проекция которого на горизонтальную плоскость перекрывает проекцию седла.

18. Транспортное средство по п.8 и любому из пп.9 - 11, отличающееся тем, что для повышения компактности каждая часть рамы выполнена в виде трубы, соединенной одним концом с помощью вилки с возможностью его вращения, а другим концом - с верхней частью вертикальной оси, причем это соединение имеет дополнительный шарнир, позволяющий осуществлять поворот каждой части рамы в вертикальной плоскости при складывании устройства, дополнительно введены два тросика, каждый из которых соединен одним концом с роликом, расположенным на нижней части вертикальной оси соединения с возможностью поворота вокруг нее, а другим концом - с концом соответствующей части рамы у колеса.

19. Транспортное средство по п.8 и любому из пп.9 - 18, отличающееся тем, что дополнительно введены буксировочные элементы, расположенные на верхней части вертикальной оси, причем первый элемент расположен спереди оси, а второй - сзади по ходу движения.

20. Транспортное средство по п.8 и любому из пп.9 - 19, отличающееся тем, что введены бамперы-обтекатели, закрывающие переднюю и верхнюю части узлов крепления колес с педалями и элементами фиксации ног.

21. Транспортное средство по п.8, любому из пп.9 - 16, 18 и 19, отличающееся тем, что введен корпус колоколообразной формы и стойки его крепления, одна из которых расположена на подголовнике грузового каркаса и соединена с верхней частью корпуса внутри, а другая одним концом соединена с нижней частью грузового каркаса, а другим концом - с задней поверхностью корпуса изнутри.

22. Транспортное средство, содержащее комплект по п.8 и любому из пп.9 - 20 и 21, отличающееся тем, что в него дополнительно введены дополнительные комплекты, по меньшей мере, один, соединенные с первым комплектом и друг с другом последовательно в цепь с помощью соединительных тяг, каждая из которых соединена с буксировочными элементами смежных комплектов, а количество соединительных тяг на одну меньше общего числа комплектов.

23. Транспортное средство, содержащее комплект по п.8 и любому из пп.9 - 20 и 21, отличающееся тем, что в него введены дополнительные комплекты, по меньшей мере, один, соединенные между собой параллельно в шеренгу, причем соединения выполнены по трем точкам при помощи дополнительно введенных прямых тяг, соединяющих между собой одноименные узлы крепления колес и верхние концы вертикальных осей соединения смежных комплектов; каждое соединение тяги с комплектом выполнено шарнирным, причем каждый шарнир обладает двумя степенями свободы, а именно возможностью поворота тяги в вертикальной плоскости, перпендикулярной направлению движения, и возможностью вращения ее вокруг продольной оси.

Патентный поиск по классам МПК-8:

Класс B62K17/00 Велосипеды, не отнесенные к другим группам

Класс B62K5/00 Велосипеды с тремя или более основными опорными колесами

Класс B62K21/00 Рулевые устройства



Наверх