Standard bicycle with pedal power attachment/it

Questo manuale descrive la progettazione e la costruzione di un dispositivo che, una volta montato su una bicicletta standard, ne consente l'utilizzo come mezzo a pedalata assistita. Il mezzo risultante, noto come bicicletta a doppio uso, può essere utilizzato per alimentare numerosi dispositivi meccanici di piccole dimensioni, come trebbiatrici, macinatori, pompe idrauliche, generatori elettrici e una varietà di piccole macchine utensili. Se lo si desidera, la bicicletta a doppio uso può essere convertita dalla modalità di trasporto a quella a pedalata assistita, o viceversa, in pochi minuti.

Si noti che i criteri di progettazione, i materiali utilizzati e le procedure adottate nella costruzione possono essere modificati per adattarsi alle situazioni locali. Si suggerisce di sostituire, ove possibile, materiali a basso costo e facilmente reperibili e componenti standard per biciclette. Eventuali modifiche al metodo di costruzione e alle dimensioni dovrebbero essere apportate in base alla disponibilità dei materiali e alla capacità produttiva.

Bicicletta a doppio uso

Considerazioni sulla progettazione

Nella progettazione del nostro accessorio, sono state prese in considerazione le seguenti considerazioni:

1. Il dispositivo deve essere adatto alle capacità produttive locali.
2. L'attacco dovrebbe impiegare materiali e metodi di produzione a basso costo.
3. Dovrebbe essere accessibile e conveniente per i gruppi a basso reddito e dovrebbe soddisfare il loro bisogno fondamentale di energia meccanica
4. Dovrebbe essere semplice da produrre, utilizzare, manutenere e riparare.
5. Dovrebbe essere il più polivalente possibile, in grado di fornire energia a vari attrezzi agricoli e a piccole macchine utilizzate nell'industria rurale.
6. Dovrebbe impiegare materiali e competenze disponibili localmente. Dovrebbero essere utilizzati pezzi di acciaio standard come piastre d'acciaio, tondini di ferro, angolari e barre piatte disponibili localmente. Gli utensili standard utilizzati in officina meccanica come seghetto, lime, punzoni, maschi e filiere; saldatrice di media potenza; trapano a colonna; piccolo tornio e fresatrice dovrebbero essere adeguati per fabbricare i componenti necessari per la bicicletta multiuso.
7. Ove possibile, si dovrebbero utilizzare parti standard per biciclette.
8. Il dispositivo dovrebbe adattarsi facilmente al maggior numero possibile di biciclette diverse. Non dovrebbe essere apportata alcuna modifica strutturale permanente alla bicicletta.
9. Sebbene il dispositivo debba essere facile da rimuovere dalla bicicletta, si presume che rimanga solitamente attaccato per facilitarne la prontezza e il trasporto da un luogo all'altro. Il dispositivo, pertanto, non dovrebbe interferire con la modalità di trasporto della bicicletta.
10. L'ampio supporto, che garantisce stabilità durante la modalità di produzione di energia, può essere ribaltato verso l'alto durante il trasporto. Questo supporto/portabici sarebbe un elemento fisso della bicicletta a doppio uso.
11. Il meccanismo di presa di forza doveva essere il più efficiente possibile e sviluppare un numero di giri relativamente elevato (vicino ai 200) per garantire versatilità di applicazione. Avevamo visto progetti di dispositivi che prelevavano potenza dalla ruota posteriore tramite un rullo di frizione premuto contro di essa, ma nutrivamo dubbi sull'efficienza di questa soluzione. Per migliorare l'efficienza, abbiamo utilizzato superfici di appoggio dure come catene a rulli, pignoni e cuscinetti a sfere. Abbiamo deciso che la posizione più appropriata per questo meccanismo di presa di forza sarebbe stata nella parte anteriore della bici, vicino al tubo della forcella (vedi fotografie).
12. È necessario assicurarsi che il gruppo della presa di forza sia sufficientemente avanzato da non interferire con la pedalata. La maggior parte dei telai standard per biciclette da adulto offre ampio spazio per il meccanismo della presa di forza e la puleggia. La potenza viene fornita all'albero motore tramite una catena che parte dalla corona della bicicletta (pedivella) e arriva a un pignone a cricchetto sull'albero motore. Durante la modalità di trasmissione primaria, la catena normale della bicicletta viene sfilata dalla corona e viene inserita la catena di dimensioni speciali per il meccanismo della presa di forza.
13. Il dispositivo dovrebbe essere in grado di trasmettere potenza a una varietà di macchine e cambiare il rapporto di trasmissione dovrebbe essere il più semplice possibile. Abbiamo deciso che una soluzione con cinghia trapezoidale e puleggia sarebbe stata la più appropriata a questo scopo. Le cinghie non richiedono l'allineamento preciso delle catene. Le cinghie possono persino ospitare pulegge leggermente sbilanciate l'una rispetto all'altra. Cambiare il rapporto di trasmissione è facile come cambiare le pulegge. Inoltre, le cinghie sono ragionevolmente efficienti.
14. Il dispositivo dovrebbe contenere un meccanismo a cricchetto che consenta all'operatore di "andare in folle" periodicamente per riposare e risparmiare energia. La ruota libera di qualsiasi bicicletta può essere facilmente adattata a questo scopo.
15. È opportuno evitare pesi eccessivi, poiché la durevolezza è un fattore di primaria importanza.

dell'attacco per la potenza del pedale

Poiché le biciclette sono disponibili in varie misure e per i telai vengono utilizzate diverse misure di tubi, di seguito vengono fornite solo foto e schemi dell'attacco per la pedalata assistita.

Si prega di notare che lo schema non riporta misure, pertanto si consiglia di rivolgersi a un meccanico per la fabbricazione di questo componente. Gli artigiani locali in India, Thailandia, Messico e Belize sono riusciti a realizzare questo componente utilizzando lo schema riportato di seguito.

montaggio stand

Il supporto qui descritto è progettato per supportare la maggior parte delle biciclette. Per alcune biciclette potrebbero essere necessarie delle modifiche.

materiali

• Angolo 12 piedi (3,7 m) - 3/4" (20 mm), spessore della parete 1/8" (3,2 mm)
• Acciaio piatto da 8 piedi (2,5 m) a 1/2" (12,5 mm) x 3/16" (4,7 mm).
• 1 barra in acciaio laminato a freddo da 1" (25 mm) x 6" (15,25 cm) per prolunghe degli assali.
• Bulloni, dadi e rondelle elastiche da 16‑‑1/4" (7 mm) x 5/8" (16 mm)
• 2 bulloni da ‑‑3/8" (10 mm) x 3/4" (20 mm), rondelle
• 2 - dadi dell'asse posteriore aggiuntivi adatti alla bici da adattare.

1. Il supporto è diviso in due parti: il telaio di base rettangolare e due supporti verticali triangolari. (Vedi Figura 7). Misura e taglia i cinque pezzi di angolare da 3/4" (20 mm) specificati per il telaio di base. Taglia gli angoli a 45 gradi in modo che si incastrino perfettamente e formino angoli squadrati.
2. Saldare insieme il rettangolo. Non saldare ancora il montante centrale del telaio al rettangolo.
3. Misurare e tagliare come specificato i 5 pezzi per ogni supporto verticale.
4. Assemblare con cura i pezzi di supporto verticali per la saldatura, assicurandosi di lasciare uno spazio di 3,2 mm (1/8") alla base di ciascun supporto (vedere Figura 7). Questo spazio si accoppia con il membro centrale del telaio di base, consentendo ai supporti verticali di scorrere per adattarsi a diverse larghezze dell'asse posteriore. Si noti che i due supporti verticali non sono identici. Sono riflessi speculari l'uno dell'altro. Notare anche l'orientamento dei vari pezzi angolari, come si incastrano tra loro, ecc. Vedere disegni e foto del supporto (FIGURE 7 e 8).
5. Saldare insieme ciascun gruppo di supporto verticale per formare una struttura sicura.
6. Posizionare i supporti verticali sul telaio di base e posizionare l'elemento centrale del telaio in modo che combaci con la fessura nei supporti laterali. Segnare la posizione e saldarlo in posizione.

del frame di base

Vista in pianta del telaio in posizione di supporto. Tutti i pezzi sono angolari in acciaio da 3/4" (19 mm).

Supporti verticali

Realizzare due pezzi di supporti verticali: uno come mostrato e un altro che riproduca quello mostrato di seguito. Tutti i pezzi sono realizzati in angolare di acciaio da 3/4" (19 mm), salvo diversa indicazione. Saldare tutti i giunti.

Dispositivo di bloccaggio del portapacchi

Costruire un dispositivo per agganciare il cavalletto al telaio della bicicletta sotto la sella quando il cavalletto è in posizione portapacchi. Un pezzo di acciaio piatto da 20 mm x 15 cm può essere attorcigliato e montato a molla come mostrato in figura 10. Un perno fissato all'estremità si blocca in un foro del cavalletto. Il cavalletto è ora completato.

Raccomandazioni per l'operazione

1. Gli attrezzi agricoli o le piccole macchine possono essere azionati a velocità fino a 800 giri/min utilizzando una bicicletta adattata alla pedalata. Velocità elevate (500-800 giri/min) possono essere raggiunte utilizzando una trasmissione a cinghia trapezoidale con una puleggia da 8" (20 cm) sulla bicicletta e una puleggia da 2" (50 mm) sulla macchina da azionare. Le cinghie trapezoidali non richiedono l'allineamento preciso delle catene a rulli, ma devono essere adeguatamente tese per fornire una coppia adeguata senza slittamenti.
2. Per velocità inferiori a 500 giri/min, e in particolare per applicazioni con coppia molto elevata come la rettifica, si consigliano trasmissioni a catena a rulli. Velocità superiori a 800 giri/min possono essere raggiunte utilizzando pulegge di diametro maggiore.
3. Le cinghie trapezoidali o le catene a rulli devono essere adeguatamente tese, altrimenti le catene deraglieranno e le cinghie slitteranno.
4. Per mantenere il corretto allineamento della bicicletta con il mezzo da guidare, si consiglia di ancorare entrambi saldamente al terreno o a una piattaforma. Questo è particolarmente importante per le applicazioni con coppia elevata. Il supporto può essere fissato al terreno con picchetti realizzati con barre di rinforzo in acciaio piegato.
5. I volani sono spesso utili perché immagazzinano energia. Per la macinazione dei cereali si consiglia l'uso del volano.
6. Durante brevi periodi che richiedono elevata potenza, i carichi variabili riscontrati nella trebbiatura, macinazione e segatura possono essere compensati con un volano di massa e dimensioni adeguate. Un volano adatto alla maggior parte delle applicazioni a pedali è costruito a partire da un volano di automobile dismesso, montato su un albero da 3/4" (20 mm) e sospeso su cuscinetti a sfere montati su flangia. Ove possibile, si potrebbe aggiungere massa o incorporarla nelle parti rotanti degli attrezzi per ottenere un effetto volano.
7. I nostri test dimostrano che mantenere una velocità di pedalata costante tra 50 e 60 giri al minuto è fondamentale per un utilizzo efficiente della potenza muscolare. Di conseguenza, è importante che il carico o la velocità di pedalata siano proporzionati alla velocità di pedalata. Il sovraccarico è da evitare, poiché interrompe il ritmo di pedalata e solitamente si traduce in un lavoro meno uniforme e di qualità inferiore.
8. Il sedile della bicicletta deve essere regolato in modo da consentire la completa estensione delle gambe durante la pedalata.
9. È importante scegliere pulegge e pignoni dimensionati per creare rapporti di trasmissione che consentano all'operatore di mantenere la velocità di pedalata desiderata (solitamente circa 50-60 giri/min). Questo si ottiene innanzitutto assicurandosi che la macchina da azionare non richieda sforzi eccessivi a un operatore medio. Generalmente, i dispositivi a pedalata assistita sono progettati per azionare macchine che richiedono 1/3 di cavallo vapore (250 watt) o meno. In secondo luogo, si determina il numero di giri/min desiderato della macchina da azionare e si calcolano di conseguenza le dimensioni delle pulegge.

Varie applicazioni

• 
  Trebbiatura del riso
• 
  vagliatura
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  Sgranatura del mais
• 
  Pompaggio dell'acqua da un pozzo poco profondo
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  Utilizzo di una sega circolare
• 
  Utilizzo di un tornio per la lavorazione del legno
• 
  Sgusciatura delle arachidi