一种差速器式传动轮及差速双驱自行车的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种差速器式传动轮以及利用该传动轮的差速双驱自行车，所述差速器式传动轮的左链轮和右链轮分别与底管之间设置有可控制的棘轮制动机构，所述棘轮制动机构通过设置在车把上的控制器装置控制，所述控制器装置控制所述棘轮制动机构作用时，相应的左链轮和/或右链轮仅能够向后转动。通过棘轮制动机构可以实现自行车前驱或者后驱的切换和控制，使左链轮或右链轮不能向前转动，但可以向后转动，即在倒车的时候，前轮和后轮均能够自由转动，不处于被锁死的状态，因此方便倒车操作。
【专利说明】
一种差速器式传动轮及差速双驱自行车
技术领域
[0001]本发明涉及自行车技术领域，具体涉及一种差速器式传动轮以及利用该传动轮的差速双驱自行车。
【背景技术】
[0002]现有的自行车中，山地车和公路赛自行车都是使骑行者身体前驱俯身进行骑行，但是由于自行车为后轮驱动，骑行者俯身时会有不稳定感，影响骑行的感觉并且使骑行速度受到了局限。但是要想实现前轮驱动，同时通过前轮转向，需要将飞轮安装到前轴上，并且必须克服由于曲柄链轮和飞轮之间的相对位置和角度的变化带来链条脱落的问题。
[0003 ]为解决上述问题，申请号为201410517 212.7的中国发明专利申请中公开了一种万向节式传动轮，并且申请号为201410517634.4的中国发明专利申请中公开了包含上述万向节式传动轮的一种前轮驱动自行车，另外，公布号为W0/2016/050041、名称为前驱自行车及差速双驱自行车的国际专利申请中，公开了利用所述的万向节式传动轮所形成的前驱自行车和双驱自行车的技术方案。
[0004]在上述专利文献中，所采用的万向节式传动轮结构比较复杂，制作工序繁复，成本较高，后期维修成本高难度大，以及摩擦片对左链轮或右链轮制动的情况下，倒车存在困难的问题。
【发明内容】
[0005]为解决上述问题，本发明提供一种具有棘轮制动机构的差速器式传动轮和利用该传动轮、能够方便倒车的差速双驱自行车。
[0006]本发明所采取的技术方案是:
一种差速器式传动轮，其包括十字轴、设置在十字轴上的四个行星齿轮以及与所述行星齿轮啮合的左传动齿轮和右传动齿轮，所述左传动齿轮上固设有左链轮，所述右传动齿轮上固设有右链轮;其关键技术在于:
所述左链轮和右链轮上分别设置有可控制的棘轮制动机构，所述棘轮制动机构作用时，相应的左链轮和/或右链轮仅能够向后转动。
[0007]进一步的，所述的左链轮和右链轮上设置有圆柱形凹槽，所述棘轮制动机构包括设置在所述凹槽内壁周缘的若干连续排列的卡齿，所述卡齿形成内棘轮，还包括与所述凹槽内壁对应的圆弧形制动片，所述制动片上设置有与所述内棘轮相适配的棘爪，所述制动片一端固定，另一端通过拉线控制。
[0008]进一步的，所述的左链轮和右链轮上设置有圆柱形凹槽，所述棘轮制动机构包括设置在所述凹槽内壁周缘的若干连续排列的卡齿，所述卡齿形成内棘轮，所述左链轮和右链轮还分别设置有套管，所述套管与左链轮和右链轮之间为转动配合，所述套管上设置有与所述内棘轮相适配的棘爪，还包括固定设置的刹车装置，所述刹车装置在所述套管外侧对其实施抱刹，或所述刹车装置在所述所述套管内侧对其实施涨刹。
[0009]—种差速双驱自行车，其包括车架、设置在车架上的前叉、车把、前轮和后轮，其关键技术在于:
还包括通过固定架设置于车架上的万向节式传动轮和设置在车架底部的第二传动轮总成；
所述第二传动轮总成为差速器式传动轮，其包括:
设置在中轴上的十字轴、设置在十字轴上的四个行星齿轮以及与所述行星齿轮啮合的左传动齿轮和右传动齿轮，所述左传动齿轮上固设有左链轮，所述右传动齿轮上固设有右链轮，所述左传动齿轮和右传动齿轮通过轴承设置在安装中轴的底管上；
所述左链轮通过第一链条与所述外轮连接，所述传动轴上设置有第二传动轮，所述第二传动轮通过第二链条与设置在前轴上的前飞轮连接；
所述右链轮通过第四链条与设置在后轴上的后飞轮连接；
所述左链轮和右链轮分别与底管之间设置有可控制的棘轮制动机构，所述棘轮制动机构通过设置在车把上的控制器装置控制，所述控制器装置控制所述棘轮制动机构作用时，相应的左链轮和/或右链轮仅能够向后转动。
[0010]进一步的，所述的左链轮和右链轮上设置有圆柱形凹槽，所述棘轮制动机构包括设置在所述凹槽内壁周缘的若干连续排列的卡齿，所述卡齿形成内棘轮，所述底管上设置有与所述凹槽内壁对应的圆弧形制动片，所述制动片上设置有与所述内棘轮相适配的棘爪，所述制动片一端与底管连接，另一端通过拉线与车把上的旋拧控制器连接。
[0011]进一步的，所述的左链轮和右链轮上设置有圆柱形凹槽，所述棘轮制动机构包括设置在所述凹槽内壁周缘的若干连续排列的卡齿，所述卡齿形成内棘轮，所述左链轮和右链轮与所述底管之间分别设置有套管，所述套管与左链轮和右链轮之间为转动配合，所述套管与所述底管之间为转动配合，所述套管上设置有与所述内棘轮相适配的棘爪，所述底管上设置有刹车装置，所述刹车装置在所述套管外侧对其实施抱刹，或所述刹车装置在所述套管内侧对其实施涨刹。
[0012I进一步的，所述传动轮包括:
具有一中心孔的外轮，所述外轮外表面设置有适于链条传动的一圈以上的轮齿；
十字连接轴，所述十字连接轴置于所述中心孔内，十字连接轴的竖轴上下两端与外轮转动连接；
传动轴，所述十字连接轴的横轴左右两端与传动轴转动连接。
[0013]进一步的，所述传动轴中间设置有长孔，所述十字连接轴位于所述长孔内，且所述横轴左右两端与所述长孔的侧壁转动连接。
[0014]进一步的，所述车架上设置有限制所述前叉转动角度的限位装置。
[0015]进一步的，所述前叉上设置有用于使所述第二链条张紧的链条张紧装置。
[0016]进一步的，所述的链条张紧装置包括一端与所述前叉铰连的摆杆，所述摆杆自由端设置有张紧轮，所述第二链条与所述张紧轮啮合，所述摆杆和所述前叉之间设置有弹簧。
[0017]进一步的，所述行星齿轮和所述十字轴之间设置有限制所述行星齿轮转动的锁止
目.ο
[0018]进一步的，所述锁止装置为设置在所述十字轴轴端的锁紧螺母。
[0019]采用上述技术方案所产生的有益效果在于: 本发明通过在第二传动轮总成的左、右链轮上设置可控制的棘轮制动机构，当棘轮制动机构作用时，可以实现自行车前驱或者后驱的切换和控制，使左链轮或右链轮不能向前转动，但可以向后转动，即在倒车的时候，前轮和后轮均能够自由转动，不处于被锁死的状态，因此方便倒车操作。
[0020]本发明所提供的十字轴式传动轮，其结构简单，制作工序简单，成本较低，将其应用在前驱和双驱自行车中，使整个自行车的自造成本大大降低，后期维修方便。
[0021 ]在车架上设置限位机构，能够限定车把和前叉在传动轮的传动轴可转动的范围内转动，避免由于操作不当使转动轴超出其可转动的范围，造成危险和设备的损坏，消除安全隐患。
[0022]在前叉上设置链条张紧机构，能够防止在骑行过程中由于转向或者颠簸导致的链条脱落的现象。
[0023]通过对行星轮的锁止，可使两个车轮当其中一个打滑时，另外一个有抓地力的车轮照常转动。
【附图说明】
[0024]为了更清楚地说明本发明【具体实施方式】或现有技术中的技术方案，下面将对【具体实施方式】或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
[0025]图1是传动轮103的结构示意图。
[0026I图2是传动轴4的结构示意图。
[0027]图3是传动轴4另一实施方式的结构示意图。
[0028]图4是前驱自行车的结构示意图。
[0029]图5是双驱自行车的结构示意图。
[0030]图6是双驱自行车中第二传动轮总成的结构示意图。
[0031]图7是棘轮制动机构的结构示意图。
[0032]图8是棘轮制动机构另一视角的结构示意图。
[0033]图9是链条张紧装置的结构示意图。
[0034]其中:I外轮、11外中心孔、16轮齿、2十字连接轴、21竖轴、22横轴、4传动轴、41长孔；
101车架、102前叉、102-1横杆、103传动轮、104固定架、104-1固定架主体、104-2支撑轴、105第二链条、106飞轮、107前轮、108中轴、110第一链条、115前轴、117后轮、118后轴、119后飞轮、120曲柄、121脚踏板、122底管、123第四链条、124挡块；
200第二传动轮总成、201十字轴、202行星齿轮、203左传动齿轮、204右传动齿轮、205左链轮、206右链轮、207凹槽、208制动片、209拉线、210卡齿、211棘爪、212套管、213刹车装置、214锁止装置；
301耳板、302摆杆、303张紧轮、304弹簧。
【具体实施方式】
[0035]为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和具体实施例对发明进行清楚、完整的描述。
[0036]实施例1
如图1和图2所不的一种传动轮103，其包括具有一中心孔11的外轮I，所述外轮I夕卜表面设置有适于链条传动的一圈以上的轮齿16，所述中心孔11内设置有十字连接轴2，所述十字连接轴2包括竖轴21和横轴22，竖轴21和横轴22的交叉点位于所述外轮I的中心，所述十字连接轴2的竖轴21上下两端与外轮I转动连接;所述传动轮103还包括传动轴4，所述传动轴4中间设置有长孔41，所述十字连接轴2位于所述长孔41内，且所述横轴22左右两端与所述长孔22的侧壁转动连接。
[0037]在所述十字连接轴4的作用下，所述传动轴4相对于所述外轮I能够左右摆动，也能够上下摆动，因此在一定空间范围内传动轴4能够灵活摆动。
[0038]如图3所示为传动轮103中传动轴4的另一种实施方式，其中，传动轴4的长孔41设置在其左侧，转动轴4右侧延伸，用于与其他结构连接，实现传动轴4的摆动和传动。
[0039]如图1-3所示，本实施例中，所述十字连接轴2具体形状为一个矩形的小立柱，其上下端设置有用于和所述外轮内壁转动连接的轴端，左右两侧设置有用于和传动轴4转动连接的轴端。
[0040]实施例2
如图4所示的一种前驱自行车，其在现有技术的基础上，将现有技术中的万向节式传动轮替换成上述的十字轴式的传动轮103，具体结构为:包括车架101、前叉102、车把、前轮107、后轮、前轴115、中轴108、曲柄链轮109以及第一链条110，还包括设置于前轴115上的前飞轮106、设置于车架101上的固定架104、设置于固定架104上的传动轮103、与所述传动轮103同轴联动的第二传动轮113以及第二链条105，所述第二传动轮113固定设置在传动轴4上，所述曲柄链轮109通过第一链条110与传动轮103传动连接，第二传动轮113通过第二链条105和设置于前轴115上的前飞轮106传动连接;其中，所述传动轮103的外轮I可旋转的设置于固定架104上。
[0041]如图2所示的传动轴4，其长孔41在传动轴4的中间位置，传动轴左右两端均与前叉102转动连接，传动轴4随着车把和前叉102的摆动而摆动。
[0042I如图3所示的传动轴4，传动轴4的长孔41设置在其左侧，转动轴4右侧延伸，用于与其他结构连接，实现传动轴4的摆动和传动。所述第二传动轮113固定设置在传动轴4的左侧，传动轴4右端部与前叉102转动连接。
[0043]作为进一步改进，所述车架101上设置有限制所述前叉102转动角度的限位装置，具体的，如图9所示，可在车架101或固定架104或前叉102的左右两侧设置挡板或挡块124，通过所述挡板或挡块124限制前叉102的转动幅度，避免在操作过程中使传动轮103的传动轴4摆动到极限位置，造成危险和装置的损坏。
[0044]实施例3
如图5所示的一种差速双驱自行车，其包括车架101、设置在车架101上的前叉102、车把、前轮107和后轮117，还包括通过固定架104设置于车架101上的如实施例1中所述的传动轮103和设置在车架101底部的第二传动轮总成200;所述第二传动轮总成为差速器式传动轮，其包括:设置在中轴108上的十字轴201、设置在十字轴201上的四个行星齿轮202以及与所述行星齿轮202啮合的左传动齿轮203和右传动齿轮204，所述左传动齿轮203上固设有左链轮205，所述右传动齿轮204上固设有右链轮206，所述左传动齿轮203和右传动齿轮204通过轴承设置在安装中轴108的底管122上;所述左链轮205通过第一链条110与所述外轮I连接，所述传动轴4上设置有第二传动轮113，所述第二传动轮113通过第二链条105与设置在前轴107上的前飞轮106连接;所述右链轮206通过第四链条123与设置在后轴118上的后飞轮119连接。
[0045]其中，上述差速双驱自行车与现有技术的区别在于，采用实施例1中的十字轴式的传动轮I代替万向节式传动轮，其结构简单，制作方便，成本低，便于维护。
[0046]如附图6所示，所述第二传动轮总成200为差速器式传动轮，其与公布号为WO/2016/050041、名称为前驱自行车及差速双驱自行车的国际专利申请中所公开的差速器式传动轮结构相同，此处不再赘述，以下针对其改进的结构进行详细描述。
[0047]现有技术中，通过一个摩擦片对左链轮205和右链轮206实施制动，从而实现前驱和后驱的切换和选择。但是由于摩擦片对左链轮205和右链轮206是锁死状态，既不能向前转动，也不能向后转动，对左链轮205或右链轮206制动的情况下，虽然不影响自行车前进，但是自行车在倒车的时候，前轮或后轮是处于制动状态的，因此倒车操作很不方便。
[0048]本实施例中，左链轮205和右链轮206分别与底管122之间设置有可控制的棘轮制动机构，所述棘轮制动机构通过设置在车把上的控制器装置控制，所述控制器装置控制所述棘轮制动机构作用时，相应的左链轮205或右链轮206仅能够向后转动，不能向前转动，这样，前轮和后轮也不会处于锁死状态，能够便于倒车操作。
[0049]具体的，所述的左链轮205和右链轮206上设置有圆柱形凹槽207，所述棘轮制动机构包括设置在所述凹槽207内壁周缘的若干连续排列的卡齿210，所述卡齿形成内棘轮，所述底管122上设置有与所述凹槽207内壁对应的圆弧形制动片208，所述制动片208上设置有与所述内棘轮相适配的棘爪211，所述制动片208—端与底管122连接，另一端通过拉线209与车把上的旋拧控制器连接。当拉线209收紧时，制动片208张开，其上的棘爪211和所述内棘轮接触作用，使相应的左链轮205或右链轮206不能向前转动，但可以向后转动。
[0050]如图7和8所示，作为另一种实施方式，所述的左链轮205和右链轮206上设置有圆柱形凹槽207，所述棘轮制动机构包括设置在所述凹槽207内壁周缘的若干连续排列的卡齿210，所述卡齿形成内棘轮，所述左链轮205和右链轮206与所述底管122之间分别设置有套管212，两个所述套管212与左链轮205和右链轮206之间为转动配合，两个所述套管212与所述底管122之间为转动配合，所述套管212上设置有与所述内棘轮相适配的棘爪211，所述底管122上设置有刹车装置213，所述刹车装置213在所述套管212外侧对其实施抱刹，或所述刹车装置213位于所述套管212内侧对其实施涨刹。即在左链轮205和右链轮206向前转动时，由于棘轮棘爪的作用，使相应的套管212随着左链轮205和右链轮206同步向前转动，当通过拉线209控制所述刹车装置213限制所述套管212自由转动时，左链轮205和右链轮206同样不能够向前转动，但是可以自由向后转动，从而使自行车的前轮和后轮也不会处于锁死状态，能够便于倒车操作。
[0051]如图7所示，所述行星齿轮202和所述十字轴201之间设置有限制所述行星齿轮202转动的锁止装置214。本实施例中，所述锁止装置214为设置在所述十字轴201轴端的锁紧螺母。通过对行星轮的锁止，可使两个车轮当其中一个打滑时，另外一个有抓地力的车轮照常转动。
[0052]如图9所示，所述前叉102上设置有用于使所述第二链条105张紧的链条张紧装置。所述的链条张紧装置包括一端与所述前叉102铰连的摆杆302，所述摆杆302自由端设置有张紧轮303，所述第二链条105与所述张紧轮303啮合，所述摆杆302和所述前叉102之间设置有弹簧304。在前叉上设置链条张紧机构，能够防止在骑行过程中由于转向或者颠簸导致的链条脱落的现象。
[0053]另外，此差速器式传动机构或万向传动机构也可用在其他需要其功能的机械设备或车辆上，比如用在电动车、摩托车、三轮车、机动车等车辆上。
[0054]最后应说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制;尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围。
【主权项】
1.一种差速器式传动轮，其包括十字轴(201)、设置在十字轴(201)上的四个行星齿轮(202)以及与所述行星齿轮(202)啮合的左传动齿轮(203)和右传动齿轮(204)，所述左传动齿轮(203)上固设有左链轮(205)，所述右传动齿轮(204)上固设有右链轮(206);其特征在于: 所述左链轮(205)和右链轮(206)上分别设置有可控制的棘轮制动机构，所述棘轮制动机构作用时，相应的左链轮(205)和/或右链轮(206)仅能够向后转动。2.根据权利要求1所述的差速器式传动轮，其特征在于:所述的左链轮(205)和右链轮(206)上设置有圆柱形凹槽(207)，所述棘轮制动机构包括设置在所述凹槽(207)内壁周缘的若干连续排列的卡齿(210)，所述卡齿形成内棘轮，还包括与所述凹槽(207)内壁对应的圆弧形制动片(208)，所述制动片(208)上设置有与所述内棘轮相适配的棘爪(211)，所述制动片(208)—端固定，另一端通过拉线(209)控制。3.根据权利要求1所述的差速器式传动轮，其特征在于:所述的左链轮(205)和右链轮(206)上设置有圆柱形凹槽(207)，所述棘轮制动机构包括设置在所述凹槽(207)内壁周缘的若干连续排列的卡齿(210)，所述卡齿形成内棘轮，所述左链轮(205)和右链轮(206)还分别设置有套管(212)，所述套管(212)与左链轮(205)和右链轮(206)之间为转动配合，所述套管(212)上设置有与所述内棘轮相适配的棘爪(211)，还包括固定设置的刹车装置(213)，所述刹车装置(213)在所述套管(212)外侧对其实施抱刹，或所述刹车装置(213)在所述套管(212 )内侧对其实施涨刹。4.一种差速双驱自行车，其包括车架(101)、设置在车架(101)上的前叉(102)、车把、前轮(107)和后轮(117)，其特征在于: 还包括通过固定架(104)设置于车架(101)上的万向节式传动轮(103)和设置在车架(101)底部的第二传动轮总成(200); 所述第二传动轮总成为差速器式传动轮，其包括: 设置在中轴(108)上的十字轴(201)、设置在十字轴(201)上的四个行星齿轮(202)以及与所述行星齿轮(202)啮合的左传动齿轮(203)和右传动齿轮(204)，所述左传动齿轮(203)上固设有左链轮(205)，所述右传动齿轮(204)上固设有右链轮(206)，所述左传动齿轮(203)和右传动齿轮(204)通过轴承设置在安装中轴(108)的底管(122)上； 所述左链轮(205)通过第一链条(110)与所述外轮(I)连接，所述传动轴(4)上设置有第二传动轮(113)，所述第二传动轮(113)通过第二链条(105)与设置在前轴(107)上的前飞轮(106)连接; 所述右链轮(206)通过第四链条(123)与设置在后轴(118)上的后飞轮(119)连接； 所述左链轮(205 )和右链轮(206)分别与底管(122 )之间设置有可控制的棘轮制动机构，所述棘轮制动机构通过设置在车把上的控制器装置控制，所述控制器装置控制所述棘轮制动机构作用时，相应的左链轮(205)和/或右链轮(206)仅能够向后转动。5.根据权利要求4所述的差速双驱自行车，其特征在于:所述的左链轮(205)和右链轮(206)上设置有圆柱形凹槽(207)，所述棘轮制动机构包括设置在所述凹槽(207)内壁周缘的若干连续排列的卡齿(210)，所述卡齿形成内棘轮，所述底管(122)上设置有与所述凹槽(207)内壁对应的圆弧形制动片(208)，所述制动片(208)上设置有与所述内棘轮相适配的棘爪(211)，所述制动片(208)—端与底管(122)连接，另一端通过拉线(209)与车把上的旋抒控制器连接。6.根据权利要求4所述的差速双驱自行车，其特征在于:所述的左链轮(205)和右链轮(206)上设置有圆柱形凹槽(207)，所述棘轮制动机构包括设置在所述凹槽(207)内壁周缘的若干连续排列的卡齿(210)，所述卡齿形成内棘轮，所述左链轮(205)和右链轮(206)与所述底管(122)之间分别设置有套管(212)，所述套管(212)与左链轮(205)和右链轮(206)之间为转动配合，所述套管(212)与所述底管(122)之间为转动配合，所述套管(212)上设置有与所述内棘轮相适配的棘爪(211)，所述底管(122)上设置有刹车装置(213)，所述刹车装置(213)在所述套管(212)外侧对其实施抱刹，或所述刹车装置(213)在所述套管(212)内侧对其实施涨刹。7.根据权利要求4-6任一项所述的差速双驱自行车，其特征在于:所述传动轮(3)包括: 具有一中心孔(11)的外轮(I)，所述外轮(I)外表面设置有适于链条传动的一圈以上的轮齿(16); 十字连接轴(2)，所述十字连接轴(2)置于所述中心孔(I I)内，十字连接轴(2)的竖轴(21)上下两端与外轮(I)转动连接； 传动轴(4)，所述十字连接轴(2)的横轴(22)左右两端与传动轴(4)转动连接。8.根据权利要求7所述的差速双驱自行车，其特征在于，所述传动轴(4)中间设置有长孔(41)，所述十字连接轴(2)位于所述长孔(41)内，且所述横轴(22)左右两端与所述长孔(22)的侧壁转动连接。9.根据权利要求4所述的差速双驱自行车，其特征在于:所述前叉(102)上设置有用于使所述第二链条(105)张紧的链条张紧装置。10.根据权利要求9所述的差速双驱自行车，其特征在于:所述的链条张紧装置包括一端与所述前叉(102)铰连的摆杆(302)，所述摆杆(302)自由端设置有张紧轮(303)，所述第二链条(105)与所述张紧轮(303)啮合，所述摆杆(302)和所述前叉(102)之间设置有弹簧(304)。
【文档编号】B62M9/16GK106005229SQ201610535405
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年7月8日
【发明人】张金星
【申请人】张金星