Самокат васильченка

Реферат: UA 92759 U UA 92759 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Самокат - винайдений на початку 19 ст. легкий, дешевий, але його недолік - мала швидкість, тому що ноги, якими для пересування, відштовхуються від землі - відносно важкі, і тому мають малу амплітуду коливання. Отже для більшої швидкості самокатчику потрібно збільшувати амплітуду коливання ніг зусиллями м'язів - це зменшує к. к. д. самокатчика, оскільки потрібно прикладати зусилля для швидкого перенесення ноги вперед, і для швидкого перенесення її назад, а користь від цих зусиль - нульова. Це призводить до швидкого стомлювання самокатчика. Винайдений в 20 ст. велосипед витіснив самокат, отримавши широке застосування в суспільстві, завдяки більшій швидкості, незважаючи на те, що він став дещо важчим у порівнянні із самокатом, і тому потрібно витрачати додаткові сили підчас підйому на ньому на гору. Також велосипед складніший і тому дорожчий. Оскільки зусилля ніг іде на крутіння педалей і через шатун-велику зірочку і потім через ланцюг крутіння передається задньому колесу - то на кожному етапі к. к. д. зменшується - це відчувається при русі на велосипеді навіть на невеликий підйом. Велике навантаження від цього отримує і рама. Вона повинна витримувати і бокову викручуючи силу, тому що при підйомі під гору велосипедист із силою натискає, наприклад, на ліву педаль, і щоб зберегти рівновагу - лівою рукою піднімає руль зліва. Тому для міцності рами збільшена її вага. Робочі органи велосипеда відносно швидко зношуються під час експлуатації, і тому доводиться міняти запчастини (ремонтувати) витрачаючи час і кошти. В основу корисної моделі поставлена задача збільшення швидкості самоката, зберігаючи (із незначним збільшенням) його легкість, дешевизну, простоту, а також збільшення к. к. д. в порівнянні з велосипедом. Ця мета забезпечується збільшенням амплітуди коливання ніг пружинами, одним нижнім кінцем пружина з'єднується з ногою самокатчика - через черевик, а другим із рамою через коромисло, яке забезпечує легкий підйом однієї ноги і в той же час опускання для притискання другої ноги до землі - щоб від неї відштовхнутись, також коромисло забезпечує менше розтягування пружини при коливанні ніг - що сприяє довшому строку служби пружини. Поставлена задача вирішується тим, що чим сильніша пружина при розтягуванні, тим більша буде амплітуда коливання ніг, і відштовхуючись від землі, ноги забезпечують більшу швидкість руху самокатчику. Максимальну частоту коливання можна встановити експериментально і залежить вона від здатності ніг (скільки малого часу потрібно щоб змінити зусилля від скорочення м язів ніг на їх випрямлення, і другий параметр - як сильно нога відштовхуватиметься тоді від землі). Суть корисної моделі пояснюють креслення. На фіг. 1 вид самоката Васильченка з боку; на фіг. 2 вид коромисла зверху (розріз по А-А); на фіг. 3 вид пластинок (утримуючих пружину) спереду - вид по стрільці 5; На фіг.4-5 показаний лівий черевик самокатчика із петелькою. Самокат Васильченка містить раму 1 легкої конструкції, оскільки витримує лише вагу самокатчика. Кермова колонка 2. (як у велосипеді) із рамними розпірками міцності - 3. Сідло - 4. Розміщене на рамі, так як поїздки передбачаються не довгі, а дороги в основному - рівні, з твердим покриттям. В нижній частині рами невелика підніжка - 5. Тому при поїздці однією (наприклад лівою) ногою спираються на підніжку носком в передній частині підніжки, а другу праву ногу в цей же час можна поставити п'ятою на задню половину підніжки. Однакові колеса 6 підійдуть і від переднього колеса велосипеда "Орленок". Кермова стабілізуюча пружина - 7 трохи більша одного витка - одним кінцем прикріплена до вилки - 8 (в плече) і зверху, а другим кінцем до рами. Пружина обвита кругом рульової колонки - і утримує переднє рульове колесо (в довільному стані) в прямому положенні, і це зручно, наприклад, при перенесенні самоката Васильченка чи розвертанні, піднімаючи однією рукою за раму. На передньому колесі можна розмістити багажник, ручне гальмо. Також передбачено коромисло - 9, Г-подібного розрізу для міцності. Це коромисло утримується на осі болтика - 10, який конічною головкою зсередини приварюється до муфти -11, яка зігнута так, щоб можна було повертатися коромислу на осі не лише у вертикальному, а і в горизонтальному плані (тобто кінці плечиків коромисла при русі можуть робити коло образний рух) і для цього з іншого боку болтика є дві гайки - 12, які фіксують одна одну. При цьому площина гайки, що знаходиться поруч з коромислом - 9, заточена під тим же кутом, що й зігнута муфта - 11. До кінців муфти - 11 з однієї сторони приварюється штир із козирком - 13 (це може бути гвоздик Ø 3 мм із відрубаним гострим кінцем, і в ньому сточується шляпка з трьох сторін, а з четвертої сторони залишають шляпку - козирок). Козирок при приварюванні штиря повернутий в середину муфти. А з іншої сторони до муфти 11 приварюють болтик 14. Цю муфту з коромислом надівають на раму (з прокладкою 1 UA 92759 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 всередині), а інша напівмуфта - 15 надіта на штир з козирком - 13, який не дає їй зсунутись, іншим кінцем півмуфта надівається на болтик - 14 і затискають гайкою - фіксуючись на рамі. До кінців коромисла прикріплені пружини - 16. Довжина коромисла 10-11 см, цього досить щоб при коливанні плечиками коромисла можна було піднімати чи опускати пружини - 16 на висоту ~ 4 см - саме на теку висоту в середньому піднімається нога під час перенесення її вперед. Для того, щоб пружини - 16 не хитались в статичному стані, фіксуються, в трохи розтягнутому стані, пластинами -17, які приварені до рами. Кожен кінець двох пружин - 16 закінчується гачком - 18. І не відмінна складова: на черевиках, в які взутий самокатчик в два отвори (які призначені для шнурків) вставлена дротяна петелька - 19 і закріплюється на кромці черевиків своїми загнутими кінцями. Також бажано щоб підошва на цих черевиках була не шкіряна (оскільки під час підйому на гору вона може ковзатись по землі), а краще каучукова або як на футбольних кедах. Також на самокаті Васильченка передбачений бризковик - 20, який для компактності (зменшення габариту) повернутий на шарнірах вниз і який можна повернути вгору - на випадок дощової погоди. Це можна робити і сидячи на сідлі. В дитячому варіанті на вилці - 8 повинні бути прикріпленні дуги безпеки, які при небажаному падінні не допускають щоб рама притискала ногу дитини до землі - що зменшить можливу рану ноги дитини (діти полюбляють швидкість, але часто за техніку безпеки не думають). Перед використанням самоката Васильченка бажано відрегулювати висоту коромисла (муфти) на рамі, оскільки різна сила пружин на розтягування, та і вага ніг у кожного самокатчика різна. Для цього потрібно сісти на самокат Васильченка; пружини - 16, які висять на коромислі 9 повинні бути прикріпленні внизу через петельки - 19 до черевиків самокатчика. Тепер одною ногою (наприклад лівою) потрібно підтримувати рівновагу, поставивши її на землю. А праву ногу розслабить. Коли при цьому пружина лівої ноги потягне ліве плече коромисла вниз, а піднята права пружина підніме праву розслаблену ногу вище підніжки, то потрібно відкрутити гайку на болті - 14, ослабити муфту і опустити її разом з коромислом трохи вниз по рамі, так щоб права пружина піднімала з землі праву ногу трохи нижче підніжки, з можливістю ноги рухатись вперед, не чіпляючись землі. Тепер можна закрутити гайку болта - 14, зафіксувавши в такому положенні муфту з коромислом. Коли при розслабленні правої ноги пружина не піднімає її, і коромисло майже не зміщується, тоді потрібно, розслабивши муфту - 11 підняти її вище на рамі, щоб пружини натягувались сильніше, піднімаючи, скажімо, ту ж розслаблену праву ногу над землею до потрібної висоти, але трохи нижче підніжки, і зафіксувати гайкою муфту. Тепер, щоб поїхати на самокаті Васильченка потрібно: взявшись лівою рукою за раму біля сідла (переднє колесо, стабілізоване пружиною 7, тримається прямо) трохи нахилившись стати ззаду заднього колеса і трохи відставивши одну ногу підвести під себе самокат і сісти на сідло. Потім підтримуючи однією (скажімо лівою) ногою рівновагу, праву ногу з петелькою - 19 на черевику піднести до нижньої частини пружини, щоб гачок - 18 пружини - 16 надівся на петельку - 19 правого черевика. Тепер трохи опустити цю ногу, розтягуючи пружину - 16 під пластинкою 17. Далі цю ногу відвести в сторону і пружина - 16 легко зніметься з фіксуючої пластини - 17. Праву ногу з прикріпленою пружиною ставимо на землю і вже нею підтримуємо рівновагу. А лівою ногою таким же чином зачепити пружину на черевик і зняти пружину з пластини, відвівши ліву ногу в сторону. Замічу, - коромисло - 9 в цей час нахилене в праву сторону, оскільки права нога на землі, а ліва пружина піднята, утримуючи ліву ногу в підвішеному стані. Далі все синхронно: правою ногою відштовхуватись від землі (самокатник почне рухатись вперед), в цей же час розтягуючи праву пружину, а ліва піднята нога виноситься вперед, також розтягуючи ліву пружину - 16. Далі пружини скорочуючись надають ногам прискорення. При цьому ліва нога опускається на землю і самокатчик вже нею відштовхується від землі вперед (це корисна робота) і в цей час правій нозі, яка залишається ззаду надається прискорення скороченням розтягнутої пружини. Нога піднявшись (праве плече коромисла підняло праву пружину) переноситься вперед для наступного відштовхування від землі. Отже, не потрібно затрачати зусилля щоб тримати ногу в піднятому стані, - це робить пружина з коромислом. Оскільки опускати ногу легше чим піднімати (цьому сприяє вага ноги) саме коромисло і допомагає під час опускання однієї ноги піднімати (піднімаючи пружину) другу ногу. А притискаючись до землі нога легко долає деякий супротив пружини своєю вагою. В зв'язку з тим, що муфта - 11 зігнута так як і сточена площина гайки під однаковим кутом, - це дозволяє кінцям коромисла - 9 під дією пружини - 16 не лише переміщатись знизу вверх, а і в повздовжньому плані - і робити плечиками колоподібний (еліпсоподібний) рух. Це дозволяє верхній частині пружини рухатись в одній площині. Якби плечики коромисла рухались лише знизу вверх по дугоподібній траєкторії то це надавало б пружині небажаної вібрації. В даному випадку пружина менше розтягується, 2 UA 92759 U 5 10 15 оскільки ноги одна повз одну проходять по інерції. Кінці коромисла, нахиляючись в ту чи іншу сторону, рухаються за ногами, і пружини в цей короткий час майже не змінюють своєї довжини. Зауваження: бажано щоб до самоката Васильченка було декілька пар пружин різної сили, і самокатник міг за своїм бажанням вибирати пружини: сильнішу - щоб їхати з більшою швидкістю, прикладаючи для цього більшу силу, або слабшу пружину - щоб при меншій швидкості тратити менше зусиль. Під час руху наприклад з гірки бажано (по техніці безпеки) звільнити черевики від пружин 16 зачепивши їх за пластини - 17. Робити це можна і на ходу (після кількох тренувань) не дивлячись на ноги. Коли при повільній їзді самокатчик хилиться на праву сторона, повертати кермо в праву сторону не бажано, оскільки на тій траєкторії знаходиться перешкода, то досить відставити відповідну ногу з підніжки і відштовхнутись від землі, відновивши цим рівновагу і обминути перешкоду (на велосипеді це неможливо, оскільки в ньому сідло розміщене високо). Примітка: коли пружина - 16 середньої сили, можна використовувати і такий спосіб руху: в кінці акту відштовхування від землі потрібно енергійно відштовхнутись і (пальцями ніг) придаючи руху прискорення і поки прийде черга відштовхнутись другою ногою самокатчик проїде деяку відстань по інерції. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 20 25 30 35 1. Самокат містить колеса, раму, сідло, кермову колонку і кермо, який відрізняється тим, що для збільшення швидкості, к.к.д. - амплітуда коливання ніг збільшується пружинами, які одним кінцем зв'язані з рамою, а іншим з ногами. 2. Самокат за п. 1, який відрізняється тим, що для полегшення піднятій однієї ноги при перенесенні її вперед - за рахунок опускання іншої (що збільшує к.к.д.) і для зв'язку з рамою пружини чіпляються до плечиків коромисла, це коромисло тримається на осі болтика, який утримує муфта, вигнута таким чином, щоб коромисло хитаючись продовжувало строк служби пружин, для цього і площина гайки, яка знаходиться поруч із коромислом, заточена під таким же кутом, як вигнута муфта, муфта з півмуфтою через штир з козирком з однієї сторони, і болтом з гайкою, з іншої сторони фіксують на рамі цю муфту з коромислом на потрібній відрегульованій висоті. 3. Самокат за п. 1, який відрізняється тим, що для зв'язку з ногою в нижній частині, пружина має гачок, яким чіпляється за петельку, яка прикріплена до черевика (через отвори для шнурків), в який взутий самокатчик. 4. Самокат за п. 1, який відрізняється тим, що рама для полегшення має упор жорсткості, який тримає кермову колонку під заданим кутом, а внизу - підніжку та пластини для фіксації пружин в статичному положенні. 5. Самокат за п. 1, який відрізняється тим, що для зручності посадки на сідло і зменшення повздовжнього габариту опущений бризковик, який тримається на шарнірах, сидячи на сідлі, його можна підняти для захисту від дощу. 3 UA 92759 U Комп’ютерна верстка Г. Паяльніков Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4