Колесо

Колесо, що містить маточину, що спицями з'єднана з ободом, що виконаний у формі кільця, що охоплює частину дуги радіального перерізу пневматичної камери, що виконана у формі відкритого тора, з одягненою на неї покришкою, усередині маточини розташовані обгінна муфта з гальмовим барабаном, одягнені на вал, посаджений у підшипники маточини, яке відрізняється тим, що із двох сторін на маточину одягнені кронштейни у формі рівнобедрених трикутників, при цьому кронштейни одягнені на маточину підшипниковими гніздами, розташованими в районі вершини двох рівних бедер, а у двох інших вершинах кожного кронштейна розташовані підшипникові гнізда, у які одягнені по одній із двох корінних шийок чотирьох П-подібних кривошипних важелів, з кожної сторони колеса по два, протилежні корінні шийки яких посаджені в підшипникові гнізда О-подібної рами, що охоплює по периметру колесо, яка орієнтована в горизонтальній площині, на якій ромбоподібно встановлені чотири підтримувальні ролики, при цьому на кривошипну шийку одного із двох Пподібних важелів, розташованих з кожної сторони колеса, одягнена тяга, з'єднана із кривошипною шийкою вала колеса, при цьому орієнтація кутів розташування кривошипних шийок П-подібних важелів і кривошипних шийок вала колеса з однієї сторони колеса протилежна відповідним кривошипним шийкам з іншого боку, на корінній шийці вала U 2 (11) 1 3 сово котиться від силової передачі, що передає рух або від мускульного силового впливу людини, або від механічного приводу (електричного або від двигуна внутрішнього згоряння). Загальновідомий велосипед працює в такий спосіб. У статичному (нерухомому) положенні двоколісний велосипед має поздовжню врівноваженість, але він не має поперечної рівноваги. Але при русі, при відхиленні велосипеда від вертикального положення, розташування центра переднього колеса велосипеда, а воно забезпечує напрямок руху велосипеда, опускається, що рівнозначно руху велосипеда під ухил, результатом якого є збільшення швидкості руху нахиленого колеса (і велосипеда), при цьому, сам процес нахилу з набором швидкості викликає поворот колеса (і велосипеда) убік нахилу, тому що ділянка колеса в поперечному перерізі, яким здійснюється перекочування колеса, має форму тора, і деформації самого обіду колеса й деформації поверхні, по якій перекочується колесо, викликають пружні сили реакції, які розвертають колесо, відновлюючи первісний напрямок руху. Крім того, зменшення лінійної швидкості руху, у напрямку первісної швидкості, у наслідку нахилу з поворотом колеса викликає виникнення сил інерції в колесі, які відновлюють первісне вертикальне положення колеса, і сприяють збереженню його первісної швидкості в напрямку первісного руху. У результаті цього колесо при своєму обертовому русі підтримує свій обертовий рух, що у міру дії сил тертя поступово зменшує свої швидкісні характеристики. Характерним прикладом викладеного є загальновідомі явища здатності тороїдного, у радіальному перетині колеса, до самостійного перекочування по твердій поверхні, і його здатності самостійно збільшувати свою швидкість руху при нахилі. Саме цим обумовлена така популярність використання двоколісного велосипеда, порівняно із трьох і більше колісним велосипедом, навіть не дивлячись на наявну в трьох і більше колісних велосипедів повну поперечну врівноваженість. Крім того, наявність у силовій передачі велосипеда обгінної муфти дозволяє здійснювати відпочинок при русі велосипеда, а наявність сидіння робить зазначений відпочинок комфортним. Зазначені достоїнства зробили поїздки на велосипеді популярним видом відпочинку. Однак, при наявності вказаних достоїнств у загальновідомого велосипеда, він має ряд істотних недоліків, пов'язаних з його конструктивними особливостями. Серед них значні ваго-габаритні характеристики й істотна вартість (у порівнянні з ваго-габаритними характеристиками самого переднього колеса велосипеда, що фактично забезпечує одержання фізичних результатів). Крім того, наявність значних ваго-габаритних характеристик велосипеда (у порівнянні з вагогабаритними характеристиками переднього колеса велосипеда ) утрудняють його повсякденне використання, тому що виключають використання загальновідомого велосипеда в громадських місцях і місцях загального користування (магазини, клуби, кіноконцертні зали, пасажирський транспорт, пункти громадського харчування, туалети, лазні, інше), 57048 4 вимагаючи наявність системи велосипедних охоронюваних стоянок. В основу корисної моделі поставлене завдання створення Колеса, що містить маточину, що спицями з'єднана з ободом, що виконаний у формі кільця, що охоплює частину дуги радіального перетину пневматичної камери, що виконана у формі відкритого тора, з одягненою на неї покришкою, усередині маточини розташована обгінна муфта з гальмовим барабаном, одягнені на вал, посаджені підшипники маточини, в якому, завдяки тому, що із двох сторін на маточину одягнені кронштейни у формі рівнобедрених трикутників, при цьому кронштейни одягнені на маточину підшипниковими гніздами, розташованими в районі вершини двох рівних бедер, а у двох інших вершинах кожного кронштейна розташовані підшипникові гнізда, у які одягнені по одній із двох корінних шийок чотирьох П-подібних кривошипних важелів, з кожної сторони колеса по два, протилежні корінні шийки яких посаджені в підшипникові гнізда О-подібної рами, що охоплює по периметрі колесо, яка орієнтована в горизонтальній площині, на якій ромбоподібно встановлені чотири підтримувальні ролики, при цьому, на кривошипну шийку одного із двох Пподібних важелів, розташованих з кожної сторони колеса, одягнена тяга, з'єднана із кривошипною шийкою вала колеса, при цьому орієнтація кутів розташування кривошипних шийок П-подібних важелів і кривошипних шийок вала колеса з однієї сторони колеса протилежна відповідним кривошипним шийкам з іншого боку, на корінній шийці вала з однієї сторони колеса встановлена шестірня, що зачеплена з одним вінцем блок-шестірні, вісь якої встановлена в підшипникові гнізда розташовані в кронштейні розташованому з боку шестірні, а інший вінець блок-шестірні зачеплений із шестірнею пов'язаною з маточиною обгінної муфти, що з'єднана з маточиною гальмового барабана, і вони встановлені на валу колеса на підшипники, з можливістю їхнього обертання щодо вала колеса, крім цього із кривошипними шийками з кожної сторони колеса зв’язано по стремену, для установки стопи й виключення втрати кінематичного контакту стоп із кривошипними шийками під час поїздки, із самостійним врівноваженим положення вільного колеса при відсутності руху та трьох точках опори; однією - у колесі, другою - у задньому підтримувальному ролику, третьою - у правому (або лівому) підтримувальному ролику, з нахилом колеса назад і вправо (або вліво), з можливістю установки стоп у стремена зі зміною позиції рівноваги, при якій врівноважене вертикальне положення колеса з опорою на одну точку опори-на колесі, як при коченні колеса, так й у нерухомому положенні колеса, з можливістю безперервного або періодичного обертання стоп з обертанням кривошипних важелів і передачею руху тягами на вал колеса із зубчастим колесом, з передачею обертання через блокшестірню на шестірню маточини обгінної муфти й передачею руху колесу при його прямолінійному коченні, з можливістю нахилу колеса при відповідній орієнтації стоп при коченні колеса по дузі на поворотах, і з можливістю мікрообертання стоп у зворотному напрямку з їхньою фіксацією в такому 5 положенні й дожимання ними у зворотному напрямку при гальмуванні колеса, забезпечене зменшення ваго-габаритних показників при отриманні повної поперечної врівноваженості, і підвищенні техніко-економічних показників, і за рахунок цього поряд з наявними класами велосипедів; такими, як дорожній, спортивний гоночно-трековий, спортивний гоночно-шосейний, туристичний, міський, буде створений новий клас велосипед-велосипед урбаністичний. Поставлене завдання вирішується Колесом, що містить маточину, що спицями з'єднана з ободом, що виконаний у формі кільця, що охоплює частину дуги радіального перетину пневматичної камери, що виконана у формі відкритого тора, з одягненою на неї покришкою, усередині маточини розташована обгінна муфта з гальмовим барабаном, одягнені на вал, посаджений на підшипники маточини, в якому відповідно корисної моделі, із двох сторін на маточину одягнені кронштейни у формі рівнобедрених трикутників, при цьому кронштейни одягнені на маточину підшипниковими гніздами, розташованими в районі вершини двох рівних бедер, а у двох інших вершинах кожного кронштейна розташовані підшипникові гнізда, у які одягнені по одній із двох корінних шийок чотирьох П-подібних кривошипних важелів, з кожної сторони колеса по два, протилежні корінні шийки яких посаджені в підшипникові гнізда О-подібної рами, що охоплює по периметрі колесо, яка орієнтована в горизонтальній площині, на якій ромбоподібно встановлені чотири підтримувальні ролики, при цьому, на кривошипнушийку одного із двох Пподібних важелів, розташованих з кожної сторони колеса, одягнена тяга, з'єднана із кривошипною шийкою вала колеса, при цьому орієнтація кутів розташування кривошипних шийок П-подібних важелів і кривошипних шийок вала колеса з однієї сторони колеса протилежна відповідним кривошипним шийкам з іншого боку, на корінній шийці вала з однієї сторони колеса встановлена шестірня, що зачеплена з одним вінцем блок-шестірні, вісь якої встановлена в підшипникові гнізда розташовані в кронштейні розташованому з боку шестірні, а інший вінець блок-шестірні зачеплений із шестірнею пов'язаною з маточиною обгінної муфти, що з'єднана з маточиною гальмового барабана, і вони встановлені на валу колеса на підшипники, з можливістю їхнього обертання щодо вала колеса, крім цього із кривошипними шийками з кожної сторони колеса зв’язано по стремену, для установки стопи й виключення втрати кінематичного контакту стоп із кривошипними шийками під час поїздки, із самостійним урівноваженим положенням вільного колеса при відсутності руху та трьох точках опори; однією - у колесі, другою - у задньому підтримувальному ролику, третьою - у правому (або лівому) підтримувальному ролику, з нахилом колеса назад і вправо (або вліво), з можливістю установки стоп у стремена зі зміною позиції рівноваги, при якій врівноважене вертикальне положення колеса з опорою на одну точку опори - на колесі, як при коченні колеса, так й у нерухомому положенні колеса, з можливістю безперервного або періодичного обертання стоп з обертанням кривошипних 57048 6 важелів і передачею руху тягами на вал колеса із зубчастим колесом, з передачею обертання через блок-шестірню на шестірню маточини обгінної муфти й передачею руху колеса при його прямолінійному коченні, з можливістю нахилу колеса при відповідній орієнтації стоп при коченні колеса по дузі на поворотах, і з можливістю мікрообертання стоп у зворотному напрямку з їхньою фіксацією в такому положенні й дожимання ними у зворотному напрямку при гальмуванні колеса. Корисна модель пояснюється графічним матеріалом, на якому показане Колесо. У Колесо включені маточина, що спицями з'єднана з ободом, що виконаний у формі кільця, що охоплює частину дуги радіального перетину пневматичної камери, що виконана у формі відкритого тора, з одягненою на неї покришкою, усередині маточини розташована обгінна муфта з гальмовим барабаном, одягнені на вал, посаджений у маточину на підшипники, зазначені елементи об'єднані в элемент-колесо - 1, із двох сторін на маточину колеса - 1 одягнені кронштейни - 2 у формі рівнобедрених трикутників, при цьому кронштейни - 2 одягнені на маточину підшипниковими гніздами, розташованими в районі вершини двох рівних бедер, а у двох інших вершинах кожного кронштейна - 2 розташовані підшипникові гнізда, у які одягнені по одній із двох корінних шийок чотирьох П-подібних кривошипних важелів - 3, з кожної сторони колеса - 1, по дві, протилежні корінні шийки яких посаджені в підшипникові гнізда О-подібної рами - 4, що охоплює по периметрі колесо - 1, що орієнтована в горизонтальній площині, на якій ромбоподібно встановлені чотири підтримувальні ролики - 5,6,7, при цьому, на кривошипну шийку одного із двох П-подібних важелів - 3, розташованих з кожної сторони колеса - 1, одягнена тяга-8, з'єднана із кривошипною шийкою вала колеса - 1, при цьому орієнтація кутів розташування кривошипних шийок П-подібних важелів - 3 і кривошипних шийок вала колеса - 1 з однієї сторони колеса - 1 протилежна відповідним кривошипним шийкам з іншої сторони колеса - 1, на корінній шийці вала колеса - 1 з однієї сторони колеса - 1 установлена шестірня, що зачеплена з одним вінцем блокушестірні, вісь якої встановлена в підшипникові гнізда розташовані в кронштейні - 2, розташованому з боку шестірні, а інший вінець блок-шестірні зачеплений із шестірнею, зазначені зубчасті елементи виділені у вигляді кінематичних пар - 9 пов'язаною з маточиною обгінної муфти колеса - 1, що з'єднана з маточиною гальмового барабана, і вони встановлені на валу колеса - 1 на підшипники, з можливістю їхнього обертання щодо вала колеса - 1, крім цього, із кривошипними шейками П-подібних важелів - 3, з кожної сторони колеса - 1 зв’язано по стремену - 10, для установки стопи й виключення втрати кінематичного контакту стоп із кривошипними шийками важелів - 3 під час поїздки, із самостійним врівноваженим положенням вільного колеса - 1 при відсутності руху та трьох точках опори; першою - у колесі - 1, другою - у задньому підтримувальному ролику - 6, у лівому - 7 (або в правому) підтримувальному ролику, з нахилом колеса - 1 назад і вліво (або право), з можли 7 вістю установки стоп у стремена - 10 зі зміною позиції рівноваги, при якій врівноважене вертикальне положення колеса - 1 з опорою на одну точку на колесі - 1, як при коченні колеса - 1, так й у нерухомому положенні колеса - 1, з можливістю безперервного або періодичного обертання стоп з обертанням кривошипних важелів - 3 і передачею руху тягами - 8 на вал колеса - 1 із зубчастим колесом, з передачею обертання через блокшестірню на шестірню - 9 маточини обгінної муфти й передачею руху колесу - 1 при його прямолінійному коченні, з можливістю нахилу колеса - 1 при відповідній орієнтації стоп при коченні колеса - 1 по дузі на поворотах, і з можливістю мікрообертання стоп у зворотному напрямку з їхньою фіксацією в такому положенні й дожимання ними у зворотному напрямку при гальмуванні колеса - 1. Колесо працює в такий спосіб. У вихідному положенні колесо - 1 вільне від навантажень, і воно маючи самостійну як поперечному, завдяки підтримувальним роликам - 6,7, і поздовжню, завдяки розташуванню центра мас зміщеному з осі колеса - 1 назад убік підтримувального ролика - 7, рівновагу частково нахилена назад. При посадці на Колесо пілота, що свої стопи по черзі заводить у стремена - 10, на початку в те, що розташоване з опущеної сторони, а потім у те, що розташовано з піднятої сторони, при цьому центр мас системи в складі пілота й Колеса зміщається до осі колеса 1 і він буде розташований нижче осі колеса - 1, у наслідку чого колесо - 1 зорієнтується вертикально, і в такому положенні воно врівноважене. При русі стопами пілота, одягненими в стремена - 10, по окружностях у межах руху кривошипних шийок важелів - 3, які передають обертання через тяги10 і зубчасті елементи - 9 маточині обгінної муфти колеса - 1 колесо - 1 буде перекочуватися. При припиненні руху стопами колесо - 1 буде й далі перекочуватися завдяки наявності обгінної муфти в колесі - 1. При необхідності повороту, пілот нахиляє свої стопи, одягнені в стремена - 10 з нахилом колеса - 1, у результаті чого, камера з одягне 57048 8 ної на неї покришкою маючи форму тора, стануть перекочуватися по дузі окружності здійснюючи поворот. При необхідності гальмування, пілот робить мікрообертання стопами, одягненими в стремена - 10 у зворотну сторону, у результаті якого гальмовий барабан гальмує колесо - 1, а при утворенні зазорів у гальмовому барабані, пілот своїми стопами далі дожимає його. При цьому, перекидання пілота як у поздовжньому напрямку, у результаті різкого гальмування або різкого набору швидкості, виключено наявністю переднього - 5 і заднього - 6 підтримувальних роликів, а перекидання в поперечному напрямку, під час повороту або при зупинці, виключено наявністю правого і лівого - 7 підтримувальних роликів. Для більшої зручності, на раму - 4 із задньої її сторони може бути встановлене сидіння - 11 для пілота. Застосування Колеса, що займає практично стільки місця в проекції на опорну поверхню дорожнього покриття, як і сам пілот, при наявності можливості більше швидкого переміщення, при можливості відпочинку в русі, за рахунок раціонального використання профілю рельєфу маршруту руху й мускульної сили ніг, дозволить використати колесо в якості індивідуального транспортного засобу урбанізованого району, у якому пілот не встаючи з колеса зможе робити покупки в магазинах, відвідувати глядацько-агітаційні заходи (концерти, збори, обіди, презентації, інше) не встаючи з Колеса. Крім того, Колесо маючи спрощену структуру, у порівнянні із загальновідомим велосипедом, буде мати в чотири рази меншу від велосипеда вартість, і при рішенні транспортних проблем в урбанізованих районах, воно буде мати безперечний комерційний успіх. Крім цього зменшення кількості коліс зменшить втрати при русі на тертя, зменшить фізичні витрати на одиницю шляху, у порівнянні із загальновідомим велосипедом. Техніко-економічний ефект від використання Колеса складається в підвищенні технічних, техніко-економічних, фізичних, ергономічних показників. 9 Комп’ютерна верстка Л.Литвиненко 57048 Підписне 10 Тираж 23 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601