Разработки

МАШУЩИЙ РУЛЬ

23.02.2014
МАШУЩИЙ РУЛЬВпервые испытания этого велосипеда проходили ночью. Причем зимней. И если первое можно объяснить необычностью конструкции, то второе — просто нетерпением автора разработки: зачем ждать весны, когда снежный тракт ничуть не хуже асфальта, а проверить идею и свою правоту хочется немедленно. Поэтому вряд ли кто из жителей села Дьяконова, что в Тульской области, видел, как морозной январской ночью их односельчанин Иван Александрович Забашта выкатил и «оседлал» велосипед. Да если бы и увидел — ничего необычного не заметил бы. За исключением одного — странного поведения велосипедиста. И действительно: словно испытывая или демонстрируя недюжинную силу, он то «сгибал» руль вниз, то разгибал его рога, поднимая их вверх. Однако испытывалась не сила, а новый ручной привод оригинальной конструкции, в котором И. А. Забашта попытался избежать многих недостатков других известных схем передачи на переднее колесо. О том, насколько удалось это, расскажет сам автор.
Все началось с публикаций «М-К», посвященных дополнительному ручному приводу у велосипеда — на переднее колесо. Замысел сам по себе очень заманчивый: получить выигрыш в силе на трудных участках пути, при подъеме в гору; устранить пассивность рук при езде.
 
Однако, когда решил сделать что-то подобное для своего велосипеда, не смог отдать предпочтение какой-либо из схем: каждая имела серьезные недостатки. Взять, к примеру, варианты, в основе которых лежит ручной привод Дутова — с крутящимися шатунами. В сущности, это механическое перенесение на переднее колесо обыкновенной цепной передачи для заднего колеса: те же звездочки, педали, цепь. Только трансмиссия смонтирована не горизонтально, а вертикально, вдоль рулевой колонки и вилки. Те, кто пользуется этой схемой, знают ее слабые стороны. И прежде всего: крутить руками шатуны и одновременно управлять велосипедом даже на малейших поворотах очень сложно. Кроме того, максимальное усилие с рук снимается лишь при движении их вперед от себя, да и то если седло оборудовано спинкой — для упора; действия рук и ног не взаимосвязаны, нет условий для полного слияния прикладываемых сил. Не участках, где ручной привод не нужен, он по сравнению с рулем неудобен для управления. Не выручает и сочетание руля и шатунного привода.
 
Как-то в журнале появилось описание качающегося руля-привода Егорова. Я решился на повторение. Но испытания помазали, что велосипед с таким приводом довольно неустойчив, не говоря уже о сложности самой конструкции. Однако именно эта схема и натолкнула меня на мысль, как избежать перечисленных недостатков.
 
Рис. 1. Схема ручного привода
 
Рис. 1. Схема ручного привода:
 
1 — заднее колесо в качестве переднего, 2 — блок с ленточной пружиной, 3 — промежуточный шкивок, 4 — тросик привода, 5 — упор, 6, 10 — рычаги руля, 7 — полушестерни, 8 — гребенка, 9 — стремя, 11 — зеркало, 12 — пружина-аккумулятор энергии.
 
Рис. 2. Шарнирный узел рычагов руля (позиции рис. 1).
 
Рис. 2. Шарнирный узел рычагов руля (позиции рис. 1).
 
Рис. 3.  Схема гребенки и стремени.
 
Рис. 3. Схема гребенки и стремени.
 
Рис. 4.  Заделка тросика на блоке.
 
Рис. 4.  Заделка тросика на блоке.
 
Главная идея свелась к следующему: нужно, чтобы рычаги привода совершали не качающееся, а «машущее» движение, то есть опускались бы или поднимались одновременно, а зафиксированные в горизонтальном положении — служили би всем нам привычным удобным рулем.
 
Уже первый вариант нашел одобрение и поддержку в редакции. Воодушевленный этим, я в течение года совершенствовал и дорабатывал конструкцию и наконец решился вынести ее на суд читателей: кажется, в ней есть то, что можно брать за основу и развивать дальше.
 
Как же устроен машущий привод?
 
Его рычагами служат рога обычного руля, отрезанные от рулевой колонки и доработанные в соответствии с новыми функциями. К ним приварены шарнирные втулки и полушестерни взаимного зацепления, обеспечивающие одновременность «взмахов» половин руля, становящихся отныне и рычагами привода на переднее колесо. Передача осуществляется не цепью, а тросиком — через промежуточный шкив на основной блок переднего колеса, совершающего возвратно-вращательное движение. В качестве переднего колеса использовано заднее, у которого вместо звездочки установлен блок под тросик.
 
При «взмахе» руля вверх идет холостой ход привода: освобожденный от натяжения тросик под действием ленточной пружины наматывается на блок колеса. Обратному «взмаху» руля — вниз, помимо прилагаемых усилий рук, помогает сцепленная с одним из рычагов спиральная пружина. Вытягиваясь вверх, тросик заставляет вращаться блок, а через него и само переднее колесо. Ритм качаний руля выбирается произвольно, в зависимости от собственных возможностей велосипедиста и условий дороги. На трудных участках и подъемах удается удваивать прилагаемые для движения усилия — за счет одновременности давления ноги на педаль и выжимания руками рычагов в нижнее положение. Кроме того, точка крепления тросика к рычагу может изменяться на ходу. Выполняется это так. На приваренном к концу рычага гребешке имеется специальное стремя — место крепления тросика. Передвигая стремя в момент холостого хода, мы изменяем плечо, а значит, и прилагаемое усилие.
 
Рис. 5. Доработка сепаратора втулки
 
Рис. 5. Доработка сепаратора втулки:
 
1 — сепаратор, 2 — припаянный крючок (под пружинку).
 
Рис. 6. Доработка конуса втулки
 
Рис. 6. Доработка конуса втулки:
 
1 — конус, 2 — припаянная втулка с отверстием (под пружинку).
 
Рис. 7. Диаграмма движений гребенки с тросиком
 
Рис. 7. Диаграмма движений гребенки с тросиком:
 
А — положение для наибольшего передаточного отношения, Б—для наименьшего (А1, Б1 — для нижнего положения рычага руля).
 
Для изготовления привода были использованы в основном готовые детали: разного рода вело-, авто- и мотозапчасти. Так, шарнирная часть рычагов собрана из элементов рулевой колонки и передней вилки старого велосипеда — это втулки, подшипники, их корпуса. К втулкам приварены соответственно доработанные шестерни из запчастей к мотоциклу: в них расточен Внутренний диаметр (под втулки) и сделан вырез для фиксации сваркой концов половин руля.
 
Как уже отмечалось, вместо переднего колеса установлено заднее, сепаратор в его втулке сделан подпружиненным. Для этого он проточен и к нему припаян крючок, а к конусу — втулка с отверстиями; крючок и отверстия служат для крепления концов пружины сепаратора. Вместо звездочки к втулке крепится блок под тросик — доработанный штампованный шкив от автомобиля. Его Ø 90 мм, наружный — 120 мм. Через отверстие в щеке блока пропущен тросик, концы которого затем сплетены и прикреплены к стремени. Для вращения блока против хода колеса и наматывания троса при холостом ходе рычагов руля служит ленточная пружина, взятая от мотоциклетного кикстартера. Еще одна пружина в этом приводе — спиральная — крепится но второму рычагу руля. В горизонтальной плоскости обе половины руля фиксируются благодаря специальному упору, который подпружинен и автоматически убирается при движении рычагов вверх.
 
Внешний вид ручного привода.
 
Внешний вид ручного привода.
 
Приводимая здесь диаграмма положений тросика при перемещении стремени по гребенке позволяет рассчитывать передаточное отношение и желаемый диаметр блока. Мной был взят готовый блок с рабочей окружностью (длина витка троса ка нем), равной 280 мм. Таково же расстояние А—А1 диаграмме, то есть передаточное число равно 1,0. Это значит, что при нахождении стремени в первом положении при движении рычага с гребенкой вверх блок (а с ним и колесо) совершит один полный оборот. Противоположное, крайнее положение стремени изменяет отношение: отрезок Б—Б1 равен 170 мм, соответственно передаточное число будет: 170 : 280 = 0,6.
 
В заключение два справочных размера: диаметр переднего колеса 720 мм; расстояние от его оси до центров вращения рычагов руля составляет 820 мм.
 
Буду рад, если мой привод кому-то сослужит добрую службу, и еще больше: если кто-то разовьет идею дальше, усовершенствует конструкцию по-своему. Хотелось бы, чтобы эта тема получила продолжение и на страницах «М-К», который так помог мне.
 
И. ЗАБАШТА




Рекомендуем почитать
  • «МОТЫЛЕК»
    «МОТЫЛЕК»Это название дано микромотоциклу, сконструированному на базе детского самоката. Авторы «Мотылька» — Женя Гаврилов, Саша Голев, Сережа Голубенков и руководитель кружка микротранспорта Борис Павлович Чернов. Кружок этот работает в клубе юных техников подмосковного города Павловского Посада.

Добавить комментарий

Защитный код
Обновить

ПОДПИСЫВАЙТЕСЬ VK FB


Нашли ошибку? Выделите слово и нажмите Ctrl+Enter.