RU242569U1 - Приводной модуль для сапборда - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к области оборудования для осуществления движения судов с помощью мускульной силы с использованием педали, а именно когда движитель приводится в действие с помощью рычага, приводимого в действие ногой человека. Назначение устройства в создании возможности удобного и безопасного передвижения, что делает активный отдых доступным на воде. Приводной модуль для сапборда включает гребные колеса, цепную передачу, гребные колеса выполнены с открытыми гребными лопатками, цепная передача установлена на раме и соединяет узел педального механизма и приводную ось, педальный узел с ножным приводом жёстко закреплён на раме со стороны приводной оси, обращённой к гребцу.

Description

Полезная модель относится к области оборудования для осуществления движения судов с помощью мускульной силы с использованием педали, а именно, когда движитель приводится в действие с помощью рычага, приводимого в действие ногой человека.

Назначение устройства в создании возможности удобного и безопасного передвижения, что делает активный отдых доступным на воде. Приводной модуль для сапборда представляет собой специальное устройство, которое применяется для маломерных судов в различных сферах, от туризма и рыбалки до фитнеса и преобразовывает усилия, генерируемые наиболее мощными мышечными группами нижних конечностей, позволяя увеличить продолжительность активного пребывания на воде. Педальный привод помогает длительно пребывать на воде, поскольку педальный движитель, в сравнении с вёсельным, позволяет снизить нагрузку от относительно уязвимых мышечных групп плечевого пояса и поясничного отдела, что минимизирует риски возникновения мышечной усталости и нагрузки на позвоночник.

Известен аналог – «Комплект движителя с гребным колесом» [CA 2308263 А1, 05.01.2001].

Данный аналог представляет собой комплект гребного движителя для водного транспортного средства, включающий: пару плоских гребных колёс с несколькими рычагами, при этом каждый рычаг имеет дистальный конец; прямоугольное и слегка вогнутое весло, прикреплённое к каждому указанному дистальному концу рычагов плоского гребного колеса перпендикулярно плоскости плоского гребного колеса; ось, соединяющую указанную пару плоских гребных колёс и имеющую центрированное цепное колесо; крышку, закрывающую указанную ось и содержащую центральное отверстие; конструкцию приводного механизма, включающую корпус кривошипа на опоре, ведущую звёздочку, смежную с указанным корпусом кривошипа, и пару кривошипов, расположенных под углом 180° и вращающихся педалей, прикреплённых к указанным шатунам; и бесконечную цепь, соединяющую указанную ведущую звёздочку и указанное центрированное цепное колесо оси; посредством чего водное транспортное средство может приводиться в движение гребным колесом и приводным механизмом.

Недостатком данного аналога является отсутствие универсальной платформы, интегрированной в конструкцию движителя с гребным колесом. Это делает невозможным его использование на плоских плавательных средствах и привязывает его к лодкам, где возможно только боковое крепление, существенно ограничивая область применения.

Известен аналог «Устройство, позволяющее использовать, в частности, парусную доску в качестве водного велосипеда (водный велосипед)» [FR 2636037 A1; 09.03.1990].

Данный аналог представляет собой устройство, позволяющее использовать, в частности, доску для виндсерфинга в качестве водного велосипеда, отличающееся тем, что оно содержит по меньшей мере один узел гребного типа, снабжённый средствами, обеспечивающими временное и съёмное закрепление указанного узла на части доски без её модификации.

В данном аналоге силовая установка состоит из трубчатого коленчатого вала, образующего две опоры для ног, концы которых поворачиваются в опорных подшипниках. В коленчатом вале энергия преобразуется в крутящий момент через более сложную систему рычагов и подшипников, что неизбежно приводит к большим механическим потерям. Трубчатый коленчатый вал – это одна сложная деталь, в случае поломки (например, деформации или износа) требуется замена всего узла, а не одной цепи или звёздочки, что приводит к большим затратам и трудностям. Кроме того, устройство сложно в изготовлении.

Известен прототип - «Приводной модуль для плавучего тела типа лодки и плавучее тело, оборудованное им» [US 2020391830 А1, 17.12.2020].

Данный прототип представляет собой устройство со съёмным педально-ручным приводом плавательных средств, таких как сапборды или доски для серфинга. Модуль для плавучего тела лодочного типа, выполнен из сплошного материала или надувным, или в виде полого тела с надувными воздушными камерами внутри, включающим сиденье и установленный перед ним вал, проходящий в поперечном направлении к продольному направлению плавучего тела, и боковые гребные колеса, прикреплённые к концевым участкам вала, а также шарнирно соединённый с валом профиль, который простирается вверх от вала, причём в верхней концевой области профиля установлен коленчатый вал с ведущим колесом, кривошипы которого опционально могут быть снабжены ножными педалями или кривошипными рукоятками для приведения в движение гребных колёс через вторичный привод, и причём профиль может быть зафиксирован в поворотном положении для ножного привода и может быть зафиксирован в другом положении для ручного привода.

Одним из недостатков данного прототипа является большой вес и сложная конструкция. Наличие опорной пластины, привода, троса, паруса и руля делает конструкцию более тяжёлой и громоздкой. Также из-за большой массы объекта уменьшается предельная скорость. Ещё одним недостатком является то, что в рассматриваемом прототипе вся масса человека, а также механических компонентов привода (вала, колёс, педалей) сосредоточена в центре относительно водной доски, поэтому любое резкое движение, смещение веса или небольшая боковая волна могут легко привести к потере равновесия и опрокидыванию. Если пользователь потеряет равновесие и устройство перевернётся, массивные гребные колеса представляют собой серьёзную угрозу. При опрокидывании устройства вбок вся централизованная конструкция начинает падать как единое целое. Водитель, находящийся в центре, по инерции падает по направлению наклона, при этом над ним оказывается массивная конструкция. Именно из-за того, что колесо расположено почти на одном уровне с сидящем человеком, при падении голова и верхняя часть туловища оказываются прямо на траектории падения колеса, что может представлять серьёзную опасность для пользователя. Также недостатком является привязка крепления корпуса для цепи к стойке, что лишает возможности использовать цепь без корпуса и приводит к увеличению материалоёмкости изделия.

Технический результат - снижение массы приводного модуля для сапборда.

Технический результат достигается за счёт приводного модуля для сапборда, состоящего из рамы, включающего в себя вал, на котором по краям смонтированы гребные колёса и звёздочка с надетой на неё велосипедной цепью, при том, что гребные колёса выполнены с открытыми гребными лопатками и закреплены на концах вала болтовым соединением, на котором закреплена звёздочка, при этом вал через подшипниковый блок закреплён на раме, выполненной из полых алюминиевых профилей, где подшипниковый блок прикреплён к раме, в котором вал установлен с возможностью вращения посредством подшипников скольжения, при этом приводной блок с педалями смонтирован на раме со стороны приводной оси обращённой к гребцу и выполнен из алюминиевого сплава для рычагов и пластика для педалей

Таким образом, мы получаем усовершенствованную конструкцию сапборда с педальным управлением. Уменьшение материалоёмкости напрямую ведёт к снижению веса, что, в свою очередь, положительно сказывается на управляемости и устойчивости. Снижение материалоёмкости достигается за счёт упрощения и рационализации конструкции приводного модуля. Открытые гребные лопатки требуют значительно меньше материала для изготовления по сравнению с массивными цельными колёсами, используемыми в прототипе. При этом, применяется прямая цепная передача, которая крепится на валу и соединяется с приводным блоком использования промежуточных сложных механизмов. Это исключает необходимость в корпусах, кожухах и лишних деталях, что существенно сокращает количество используемых материалов и общий вес конструкции. Уменьшение материалоёмкости напрямую ведёт к снижению веса, что, в свою очередь, положительно сказывается на управляемости и устойчивости. Более лёгкая конструкция требует меньше усилий для разгона и маневрирования.

За счёт компоновки, предусматривающей вынесение сиденья пользователя отдалённо от колёс устройство минимизирует риск получения травмы в результате опрокидывания транспортного средства. В отличие от прототипа, где массивные колеса и сиденье сосредоточены в одной центральной точке, в заявляемом устройстве крепёжный узел закреплён на раме, вынесенной вперёд, по направлению к гребцу. Таким образом, исключается ситуация, при которой голова и туловище пользователя оказываются прямо по траектории падения колёс.

Сущность изделия поясняется чертежом, где:

на фиг. 1 представлен чертёж приводного модуля, расположенного на сапборде

на фиг. 2 представлен цепной приводной блок сбоку

на фиг. 3 и 4 изображён вариант исполнения ведущих колёс приводного модуля

Приводной модуль для сапборда содержит раму 1, для сапборда 2, ремни крепления 3, подшипниковый блок 4, вал 5, крепёжный узел 6, ведущие колеса 7, цепь 8, приводной блок 9.

Рама 1, включает в себя вал 5, на котором по краям смонтированы ведущие колёса 7, звёздочка на которую одета велосипедная цепь 8, вал 5 крепиться на раму через подшипниковый блок 4 в котором он установлен с возможностью вращения посредством пластиковых подшипников скольжения, которые монтируются к раме 1 через крепёжный узел 6 который также может смещаться по раме для регулировки натяжки цепи 8. На раме 1 имеются выступы для надёжного крепления к сапборду 2 ремнями крепления 3. На реме 1, с другой стороны, от вала 5 смонтирован с выносом от рамы и максимально близко к поверхности сапборда, но не мешая вращению приводной блок 9 с педалями, которые соединены с валом 5 цепью 8. Рама 1 является центральным несущим элементом, к которому крепятся все остальные компоненты. К сапборду 2 рама 1 крепится с помощью ремней крепления 3 методом стягивания за счёт храпового механизма, ремни 3 фиксируются на специальных выступах рамы 1. Вал 5 установлен на раме через подшипниковый блок 4, который крепится к раме 1 болтовым соединением. Колеса 7 могут быть закреплены на концах вала 5 болтовым соединением или методом спайки. На валу 5 методом спайки или шпоночным креплением закреплена звёздочка, на которую надета цепь 8. Приводной блок 9 с педалями смонтирован на раме 1 методом спайки с противоположной от вала стороны.

Конструкция модуля может изготавливаться из современных лёгких и прочных материалов, устойчивых к коррозии в пресной и солёной воде. Рама 1 может быть выполнена из полых алюминиевых профилей или композитных материалов на основе карбона, что обеспечивает жёсткость при минимальном весе. Ремни крепления 3 - это прочные синтетические ленты из полиэстера с пластиковыми или металлическими пряжками, подшипниковый блок 4 может быть изготовлен из пластика. Вал 5 изготавливается из нержавеющей стали или алюминиевого сплава для передачи крутящего момента без деформации. Крепёжный узел 6 изготавливается из стали, алюминиевых сплавов, карбона и других прочных материалов. Ведущие колеса 7 с открытыми лопатками можно отливать из металла или пластика, что снизит их массу. Звёздочка 8 и цепь могут быть стандартными велосипедными, изготовленными из стального сплава с антикоррозионным покрытием. Приводной блок 9 с педалями также может использовать алюминиевый сплав для рычагов и пластик для педалей.

Полезная модель осуществляется следующим образом:

В реальных условиях устройство работает по принципу велосипеда, перенесённого на воду. Пользователь садится на сапборд 2, устанавливает ноги на педали приводного блока 9 и начинает крутить их. Вращательное движение через цепь 8 и звёздочку напрямую передаётся на вал 5, который приводит во вращение два гребных колеса 7. Эти колеса эффективно захватывают и отталкивают воду, создавая поступательную тягу. Благодаря тому, что вся установка жёстко закреплена на единой раме, а пользователь сидит отдельно на самой доске, усилие передаётся максимально эффективно. Это позволяет развивать стабильную скорость, легко маневрировать и длительное время находиться на воде без усталости в спине и руках, характерной для гребли веслом.

Конструктивно-технологическими преимуществами сапборда с педальным управлением являются

конструкция оптимизирована за счёт применения одноцепной передачи, которая напрямую соединяет узел педального механизма с приводной осью гребных колёс. Это позволяет минимизировать количество компонентов (звеньев передачи, подшипниковых узлов, крепежа) по сравнению с аналогами, использующими сложные системы рычагов, дополнительные элементы крепления или многозвенные передачи. Следствием является снижение общей массы изделия при сохранении требуемой механической прочности и безопасности;

размещение узла педального механизма на вертикальной стойке, вынесенной вперед относительно гребных колёс, и сиденья пользователя позволяет повысить устойчивость платформы и минимизирует риск травматизма при опрокидывании. В случае потери устойчивости массивные гребные колеса и приводной механизм опрокидываются по траектории, не пересекающейся с зоной нахождения человека, что исключает их контакт и получение травм.

Совокупность этих преимуществ приводит к созданию материалоёмкой, безопасной и удобной в эксплуатации платформы для активного отдыха на воде, обладающей повышенными потребительскими свойствами и широкой областью применения.

Claims (1)

1. Приводной модуль для сапборда, состоящий из рамы, включающей в себя вал, на котором по краям смонтированы гребные колёса и звёздочка с надетой на неё велосипедной цепью, отличающийся тем, что гребные колёса выполнены с открытыми гребными лопатками и закреплены на концах вала болтовым соединением, на котором закреплена звёздочка, при этом вал через подшипниковый блок закреплён на раме, выполненной из полых алюминиевых профилей, где подшипниковый блок прикреплён к раме, в котором вал установлен с возможностью вращения посредством подшипников скольжения, при этом приводной блок с педалями смонтирован на раме со стороны приводной оси, обращённой к гребцу, и выполнен из алюминиевого сплава для рычагов и пластика для педалей.