专利名称：串式联动联锁有维阻可弹射的齿轮齿条弹簧组蓄力器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种能通过对车辆减速收集动能蓄力和对车辆释放所收集的力助力提速的蓄力器，尤其是串式联动联锁有维阻可弹射的齿轮齿条弹簧组蓄力器。
背景技术：
目前，公知的用于对车辆减速收集动能蓄力和对车辆释放所收集的力助力提速的蓄力器，有弹簧蓄力的(包括卷簧、拉压弹簧、板簧)，气压油压蓄力的，转换成电能蓄力的。其中，转换成电能充入蓄电池蓄力的装置已经被实际应用，但只能蓄力不能助力，其余的因各有缺陷较难被实际应用。分别存在以下问题:1，蓄力容量小。2，蓄力行程短。3，蓄力时对车辆的反作用力波动大。4，蓄力器蓄满后突然退出蓄力，造成车辆瞬时失去蓄力阻力，至使车辆出现安全性缺陷，5，结构和外形较不便于在整车上安装布置。6，结构和功能简单和单一，不能满足车辆行驶的实际要求，例如:当弹簧处于接近最大蓄力变形状态时，蓄力阻力很大，若此时启动蓄力，瞬间产生的较大的蓄力阻力会造成车辆行驶不平稳，当雨天路滑高速行驶中发生这种情形将造成安全性缺陷；又如:车辆的加速在实际中是根据路况选择慢加速和快加速的，但目前公知车辆蓄力器蓄力和释力的大小是随机的，未能得到控制，故也易产生有害影响。
发明内容为了克服现有蓄力器存在的缺陷，本实用新型提供一种串式联动联锁有维阻可弹射的齿轮齿条弹簧组蓄力器，以解决蓄力容量小、蓄力行程短、反作用力波动大、蓄满后失阻以及释力大小不受控的问题，其结构和外形便于在车辆上安装布置，且操控简便，能够满足在车辆上应用的系统要求。本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案如下:用齿条弹簧组作为蓄力单元，采用齿轮齿条传动，并用带有给齿条行走的短圆柱带槽滚针轨道的支撑梁总成作为其轨道、支撑和安装框架，由多个蓄力单元按串式排列，顺序逐组联动与联锁，最后联动蓄满维阻装置，从而构串式联动联锁成齿轮齿条弹簧组蓄力箱(以下简称蓄力箱)。为提高强度，也可以将全部齿轮与带动其旋转的轴制作成为一体，即制作成一根齿轴一体的齿轮轴。由于一个齿轮最多可以同时带动上下两根平行相向的齿条，故一根齿轮轴最多可以配置上下两层平行相向的与其齿轮数量相对应的齿条弹簧组。其联动与联锁根据配置可选用联动机构、换层联动压杆总成、联锁压杆总成、换层联锁压杆总成、带关节联锁机构、带关节换层联锁机构。齿条弹簧组的蓄力弹簧选用拉簧或压簧。将齿条弹簧组作为蓄力单元，采用齿轮齿条传动，由多个蓄力单元通过顺序逐组联动与联锁的方式串联起来最后联动蓄满维阻装置作为蓄力器的蓄力机构，是本实用新型的核心之一，也是首创。此方法可以灵活增减蓄力单元，使困扰蓄力器的容量小、行程短、波动大的问题得以解决。(蓄力箱的结构参见图2及其
)支撑梁的形状为长方形薄片，在薄片中心开有中心孔以便齿轮轴穿过。中心孔上下各安装两排短圆柱带槽滚针作为上下两层齿条的行走通道。将支撑梁按略大于齿条的宽度等间距排列，并用螺杆和隔套紧固，即构成了蓄力箱的框架一支撑梁总成。支撑梁总成的两侧装有侧定位板。只须保持齿轮轴的连续性，支撑梁的排列可以根据车辆实际安装空间的要求跨间隔布置，以适应灵活方便的在车辆上安装。顺序逐组联动与联锁的齿条弹簧组是前一组完成蓄力时联动后一组蓄力，后一组被联动后将前一组联锁并使其脱离啮合不再产生蓄力阻力，故蓄力阻力的大小波动始终被控制在单组齿条弹簧组所产生的阻力大小的范围内。同时，由于可以根据实际需要灵活地增减齿条弹簧组的数量，也使得具有了较长的蓄力行程和较大的蓄力容量。在最后一组齿条弹簧组后面设置联动蓄满维阻机构，以解决失阻问题。本实用新型在蓄力器的设计中首先提出失阻问题并设置机构给予解决，故蓄满维阻装置也是本实用新型的核心之一。利用棘轮副的单向锁特性设置锁力棘轮机构并常锁齿轮轴，使其在不蓄力时不会反向释力旋转，齿轮轴由此也锁住了齿条弹簧组，不允许其自动释力。当解锁锁力棘轮机构后，释力就开始了。释力的过程是已联锁的齿条弹簧组反向逐组解锁释放，故保证了有较长的释力行程。为了得到较大的释力，设置关节机构，并操控关节机构在释力前先行解除联锁，由于锁力棘轮机构锁住了齿轮轴，齿轮轴阻住齿条释放，故被解除联锁的齿条弹簧组仍然不能被释放，但是当将锁力棘轮机构解锁后，被解除联锁的各齿条弹簧组将同时释放，即产生了弹射式的释力。若在释力前只对部分齿条解除联锁，如:20组齿条弹簧组，间隔3组解除一组联锁，即得到5组不被联锁，当释放时，5组将同时释放，且其释放完时其后5组随之解锁释放，即20组分4次释放，释力被增大了的5倍，释力行程被缩短至五分之一。上述3种释力方法分别为慢释力，全弹射释力和半弹射快释力，可分别解决蓄力器为车辆慢加速，冲刺和快加速的助力问题，同时也使得释力的大小得到控制而不再是随机的了。本实用新型提出了蓄力器释力必须受控的概念，并设计了关节机构，故本蓄力器的关节机构和受控的三种释力方式也同样是本实用新型的核心之一。齿条和拉、压弹簧组成齿条弹簧组。其中，在齿条两端安装由钢球、锥度销和调整螺钉组成的齿条侧间隙调整机构，齿条侧面与支撑梁之间的间隙由调整螺钉调整。在齿条前端安装有用于调节联锁不同步的调节弹片。当使用压簧时，配置齿条弹簧座和固定弹簧座。齿条弹簧组因其在联动联锁时配置的前后位置次序不同需略作修改，但基本结构不变。(齿条弹簧组及修改差异参见图2、图3、图5、图11及其附图说明)齿轮轴是在轴上直接加工出齿轮，即齿轴一体，以提高强度,轴上齿轮的位置与齿条弹簧组的配置位置相互对应，其两端由轴承或珠挡法兰结构安装在侧定位板上，且两端可分别安装取力齿轮副和释力皮带轮副及锁力棘轮，以帮助实现力的传递和存蓄(齿轮轴的结构参见图1、图2及其附图说明)。锁力棘轮机构用于常锁齿轮轴，其中，锁力棘轮键连接安装在齿轮轴一端，带有控制弹簧的锁力棘爪等其余部分被用支架安装在取力侧定位板上，拉动解锁拉线抽动锁力棘爪即解锁，反之复锁(锁力棘轮机构的结构参见图1及其附图说明)。联动机构用于对齿条的联动，其中，由联动拉索和取力手柄总成构成联动功能，不同步调节弹簧总成对联动进行调节(联动机构的结构参见图2、图4及其附图说明)。上层末齿条对下层首齿条的联动由换层联动手柄总成承担，其不同步调节由上层末齿条前端的调节弹片承担，调节弹片是用于调节联锁不同步的，在换层时用于调节联动不同步(换层联动手柄总成的结构参见图2、图8及其附图说明)。联锁压杆总成用于齿条联锁，由同轴键连接的联锁压杆、联锁齿轮、联锁齿轮扭簧及齿轮挡销组成。当后齿条被前齿条联动以后，后齿条推动并压下联锁压杆，带动联锁齿轮旋转与前齿条啮合且将前齿条推离与齿轮轴的啮合并锁定，其不同步由后齿条前端的调节弹片调节，只有当后齿条退回并松开联锁压杆后，前齿条才可以反向释放(联锁压杆总成的结构参见图5及其附图说明)。带关节联锁机构用于可以在后齿条尚未退回前先行解除对前齿条的联锁以达到弹射释放条件，其由带关节联锁压杆总成和关节推挡拉杆总成组成。带关节联锁压杆总成内装有关节总成，关节的形状为带有两臂的圆柱销，装在关节盖内，各方向均受到限制，联锁齿轮虽然与轴键连接，但可以轴向移动，关节推挡拉杆总成可以控制关节的一个臂转动关节，使其另一个臂支撑和限制联锁齿轮的轴向移动，抽动关节推挡拉杆可以控制关节的转动。当抽动关节推挡拉杆控制关节的一个臂转动关节来撤消另一臂对联锁齿轮的轴向支撑时，联锁齿轮在联锁齿轮扭簧轴向力的作用下轴向移动脱离与轴的键连接，使得联锁解锁(带关节联锁机构、带关节换层联锁压杆总成的结构参见图6、图7、图8及其附图说明)。蓄满维阻装置由蓄满维阻机构和撤消蓄满维阻机构组成。其工作原理如下:只要拉动取力拉线启动取力蓄力，维阻拉线就会被四杆机构撑起预紧，当蓄满时，最后蓄力的齿条带动联动拉索拉动蓄满维阻联动手柄总成，带动维阻拉线收紧摩擦片产生摩擦阻力，其阻力大小由阻力调整弹簧总成调整；当松开取力拉线取消取力时，四杆机构被放下，维阻拉线预紧被撤消并放松，摩擦片也被放开，蓄满维阻被撤消(蓄满维阻装置的结构参见图9及其附图说明)。本实用新型由3个系统组成:蓄力系统、取力释力输入输出系统和操控系统。在蓄力系统中，蓄力箱的结构如前所述，对应于齿条弹簧组，在支撑梁上安装有联动与联锁部件及蓄满维阻装置；在蓄力箱两侧，分别安装取力侧定位板和释力侧定位板；齿轮轴安装在上下两层齿条之间，两端分别由轴承或珠挡结构用法兰固定在取力侧定位板和释力侧定位板上；锁力棘轮机构安装在释力侧定位板上，锁力时限制齿轮轴只能按蓄力方向旋转，并处于常锁状态(蓄力系统的结构参见图1、图2及其附图说明)。取力释力输入输出系统由主轴带主皮带轮及棘轮总成、取力皮带轮副、释力齿轮副组成:其中，主皮带轮是蓄力器唯一与外力连接的渠道，它被用键连接安装在主轴上靠近中间的位置，主轴平行于齿轮轴，两端也由轴承或珠挡结构用法兰分别安装在取力侧定位板和释力侧定位板上；在主轴取力侧端，用键连接安装取力棘轮，取力皮带轮副的一个皮带轮由轴承或珠挡结构套装在主轴的取力侧，另一个皮带轮用键连接安装在齿轮轴的取力侧，当安装在主轴取力皮带轮上的取力棘爪与主轴上的取力棘轮啮合时，取力皮带轮副就被带动旋转，将主皮带轮连接的外力传递给齿轮轴，被蓄力箱存蓄，并将蓄力阻力通过主皮带轮传递出去，即输出了阻力，当蓄力箱蓄满后，自动联动蓄满维阻机构，蓄满维阻机构的摩擦片即与主皮带轮共体的摩擦轮产生摩擦，对主皮带轮施加与蓄力阻力大小相近的摩擦阻力，使得主皮带轮仍能输出阻力；在主轴释力侧端，用键连接安装释力棘轮，释力齿轮副的一个齿轮由轴承或珠挡结构套装在主轴释力侧，另一只齿轮用键连接安装在齿轮轴的释力侧，当安装在主轴释力齿轮上的释力棘爪与主轴上的释力棘轮啮合后，只要解锁锁力棘轮机构，释力齿轮副即可将蓄力箱释放的力通过释力棘轮带动主轴由主皮带轮传递出去，即输出动力；当需要输出的力较大时，主皮带轮可以设置为多股皮带或用齿轮替代，通常把取力皮带轮付所能传递的力的最大值设计的比主皮带轮要小，其所能传递给主皮带轮的蓄力阻力的最大值应以不会造成车辆在雨天路滑高速行驶时产生侧滑的最大阻力为限，超过此力，取力皮带轮付的皮带应打滑，即蓄力器的蓄力决不能以牺牲车辆的安全性能为代价。操控系统由释力拉线机构、弹射拉线机构和取力拉线机构组成:其中，取力拉线机构安装在取力侧定位板上，拉动取力拉线，取力棘爪即与取力棘轮啮合启动取力蓄力，同时维阻拉线被预紧，松开取力拉线，取力蓄力即停止，同时维阻拉线被放松且蓄满维阻也被断开；释力拉线机构和弹射拉线机构安装在释力侧定位板上，拉动释力拉线，释力棘爪即与释力棘轮啮合，同时锁力棘轮机构也被解锁，释力被启动，松开释力拉线，释力即被停止，且锁力棘轮机构也恢复常锁状态；拉动弹射拉线，蓄力箱弹射功能被开启并进入待弹射状态，放开弹射拉线，待弹射状态仍不改变，这时，若拉动释力拉线，蓄力箱将以弹射方式释放，释放完成后即退出弹射状态，恢复原始状态(操控系统的结构参见图1、图9、图10及其附图说明)。本实用新型的有益效果是:1，消除了突然失阻的安全性缺陷。2，消除了雨天路滑高速行驶时启动取力蓄力随机突然产生的较大阻力对车辆行驶造成的安全性缺陷。3，蓄力单元及串式联动与联锁的结构使得蓄力和释力大小稳定，波动小，从而消除了释力提速时释力大小随机性和不可控造成的安全性缺陷。4，慢加速，快加速和全弹射的助力结构设置使得释力可控，有效提高了车辆的动力性能，特别是二轮人力自行车将由此得到特别的骑行乐趣。5，快加速和弹射的助力功能在电动车起步时能有效帮助降低电池的启动电流，延长电池寿命。6，较大的增加了蓄力容量和蓄力行程，极方便按需对其灵活地增减。7，外形及内在结构均便于在车辆上安装布置，特别是在二轮车上可兼代车座和书包架功能，以节省部件，支撑梁的结构也方便于打孔安装；在汽车底盘上，只须保持齿轮轴的连续与完整，齿轮齿条弹簧组可以按实际空间需要跨间距布置。以下结合附图和实施例对本发明作进一步说明。图1是本实用新型第一个实施例的东南等轴测三维局部剖切视图。图2——图10是本实用新型第二个实施例及基本组成结构和主要部件的三维视图或示意图。图2是蓄力箱内部结构的东南等轴测三维局部剖切视图。图3是齿条拉簧组的结构及配置的东南等轴测三维示意图。图4是联动机构以及与齿条装配关系的东南等轴测三维局部剖切示意图。图5是联锁压杆总成和齿条装配关系的东南等轴测三维局部剖切示意图。图6是带关节联锁机构的东南等轴测三维局部剖切示意图。图7是分解的带关节联锁机构的东南等轴测三维局部剖切示意图。图8是带关节联锁压杆总成、带关节换层联锁压杆总成与总关节推挡拉杆总成装配关系的的东南等轴测三维局部剖切示意图。图9是蓄满维阻装置的结构以及与梁总成装配关系的的东南等轴测三维局部剖切示意图。图10是释力拉线机构和弹射拉线机构以及与释力侧定位板装配关系的的西南等轴测三维局部剖切示意图。[0027]图11是齿条压簧组的结构及配置的东南等轴测三维示意图。图12是本实用新型第三个实施例的东南等轴测三维局部剖切视图。图13是本实用新型第四个实施例的东南等轴测三维局部剖切视图。图中:1.锁力棘轮机构，2.释力侧定位板，3.蓄力箱，4.取力侧定位板，5.齿轮轴，6.取力皮带轮副，7.释力齿轮副，8.主轴带主皮带轮及棘轮总成，9.释力拉线机构，
10.弹射拉线机构，11.取力拉线机构，12.取力拉线，13.主轴，21.取力棘轮，22.四杆机构，23.旋转支架，24.锁力棘轮，25.锁力棘爪，28.释力棘轮，29.释力棘爪，30.解锁拉线，31.主皮带轮，39.滚针卡板，40.短圆柱带槽滚针，41.支撑梁，42.紧固螺杆，43.隔套，44.支撑梁总成，45.定位螺杆，46.联动手柄总成，47.联动机构，48.不同步调节弹簧总成，49.联动拉索，50.齿条，50-1.上层首齿条，50-2.长齿条，51.蓄力拉簧，52.齿条拉簧组，53.联动手柄，54.联动压杆，55.联锁压杆总成，56.联锁齿轮，57.下层首齿条，58.换层联动压杆总成，59.带关节换层联锁压杆总成，60.蓄满维阻联动手柄总成，61.维阻拉线，62.摩擦片，63.带关节联锁压杆总成，64.总关节推挡拉杆总成，65.调节弹簧，66.调节弹簧座，67.弹簧座挡销，68.联锁压杆，69.联锁齿轮扭簧，70.齿轮挡销，71.联锁压杆轴，72.调节弹片，73.钢球，74.锥度销，75.调整螺钉，76.关节推挡拉杆总成，77.关节总成，78.关节，79.关节扭簧，80.关节盖，81.关节推挡，82.螺钉，83.关节推挡拉杆，84.紧固螺栓螺母垫圈，85.压杆挡销，86.联锁压杆扭簧，87.助弹射联锁压杆轴，88.助弹射联锁齿轮扭簧，89.助弹射联锁齿轮，90.总关节推挡拉杆，91.弹射就位调整螺母，92.弹射就位挡片，93.弹射就位挡套，94.弹射回位弹簧，95.拉杆回位调整螺母和垫圈，96.拉线环箍，97.回拉弹簧，98，摩擦片支架及回位弹簧总成，99.阻力调整弹簧总成，100.弹射拉线，101.弹射旋杆，102.拉杆拉线，103.释力拉线，104.拉线销拉爪，105.释力中间拉线，106.后支架，107.释力旋转压圈，108.止释回位拉簧，109.释力压环压簧，110.压环到位调整螺栓，111.主轴释力齿轮，112.释力压环，113.前支架，114.蓄力压簧，115.固定弹簧座，116.齿条压簧组，117.齿条弹簧座。118.齿条，118-1.上层首齿条，118-2.长齿条，118-3.下层首齿条，119.首齿条弹簧座，120.联动拉索，121.总关节推挡拉杆总成。
具体实施方式
在图1中，所示的是采用压簧作为蓄力弹簧的串式联动联锁有维阻可弹射的齿轮齿条弹簧组蓄力器。齿条压簧组(116)作为蓄力单元，其结构参见附图11。本实用新型是由3个系统共10个部件组成:蓄力系统:包括锁力棘轮机构(I)、释力侧定位板(2)、蓄力箱(3)、取力侧定位板(4)共4个部件，齿轮轴(5)是属于蓄力箱(3)的零件。取力释力输入输出系统:包括取力皮带轮副出)、释力齿轮副(7)、主轴带主皮带轮及棘轮总成(8)共3个部件。操控系统:包括释力拉线机构(9)、弹射拉线机构(10)、取力拉线机构(11)共3个部件。在图1中，东面为所配置车辆前进的方向，即车辆前进时，主轴带主皮带轮及棘轮总成(8)在主视方向上顺时针旋转，取力时，取力皮带轮副(6)在主视方向上也是顺时针旋转。后续各图均按此设定方向。在图1中，释力侧定位板(2)安装在蓄力箱的释力侧，取力侧定位板(4)安装在蓄力箱的取力侧。取力拉线机构(11)安装在取力侧定位板(4)上。取力皮带轮副(6)分别与齿轮轴(5)键连接，与主轴(13)珠挡结构连接，其安装在主轴(13)上的皮带轮上装有取力棘爪，取力拉线机构(11)控制该取力棘爪与键连接在主轴(13)上的取力棘轮的啮合和脱离啮合来达到取力皮带轮副(6)从主轴(13)上取力和停止取力的目的。主轴带主皮带轮及棘轮总成(8)的结构参见图9及其附图说明。在图1中，齿轮轴(5)和主轴(13)由珠挡、法兰结构安装定位在取力侧定位板(4)和释力侧定位板(2)上。锁力棘轮机构(I)安装在释力侧定位板(2)上，其锁力棘轮(24)与齿轮轴(5)键连接并和锁力棘爪(25)啮合且处于常啮合状态，当拉动解锁拉线(30)时锁力棘爪(25)被抽出脱离啮合，即被解锁。释力齿轮副(7)分别与齿轮轴(5)键连接，与主轴(13)珠挡结构连接。释力棘轮(28)与主轴(13)键连接，释力棘爪(29)与释力棘轮
(28)处于常不啮合状态。当推转释力棘爪(29)与释力棘轮(28)啮合时，若拉动解锁拉线
(30)，锁力棘轮机构(I)解锁，释力就开始了，蓄力箱释放的力将通过释力齿轮副(7)和释力棘爪(29)传递给释力棘轮(28)，并由主皮带轮(31)输出；当松开解锁拉线(30)时，锁力棘轮机构(I)恢复常锁，释力齿轮副(7)即停止旋转，释力棘轮(28)顶开释力棘爪(29)恢复常不啮合状态，释力就停止了。在图1中，在蓄力箱(3)中，支撑梁(41)中心孔上下方，滚针卡板(39)将短圆柱带槽滚针(40)固定在预留的槽孔中，中心孔上方的两行滚针之间形成上层齿条行进的轨道，中心孔下方的两行滚针之间形成下层齿条行进的轨道。多片支撑梁(41)按等间距排列并用隔套(43)隔开，紧固螺杆(42)紧固，即构成了支撑梁总成(44)。释力侧定位板(2)和取力侧定位板(4)由4根定位螺杆(45)安装定位在支撑梁总成(44)的两侧。在图2中，联动机构(47)由联动手柄总成(46)、不同步调节弹簧总成(48)、联动拉索(49)构成。齿条拉簧组(52)由齿条(50)、蓄力拉簧(51)构成。其中蓄力拉簧(51)也可以采用蓄力压簧。采用蓄力压簧后蓄力性能将得到提高，但零件数量和复杂程度会略有增加。在图2中，在初始位置，全部齿条均在蓄力拉簧(51)预紧力下被拉靠在对应的联动装置上。由于齿条弹簧组是顺序逐组联动与联锁的，所以在初始位置，只有上层靠近取力侧的上层首齿条(50-1)与齿轮轴(5)齿轮啮合，其余齿条均处于待啮合位置。为使上层首齿条(50-1)既能前出与齿轮轴(5)啮合，尾部又能靠在其联动手柄(53)上，采用将齿条(50)在齿部长度不动的情况下把小头端拉长一个相应的尺寸从而制作为上层首齿条(50-1)。联锁装置安装在支撑梁上，为防止安装时它们之间靠得太近而发生干涉，将相邻的联锁装置分前后隔开布置，即分为两列间隔安装，联锁压杆总成(55)为靠近齿轮轴的一列，带关节联锁压杆总成(63)和带关节换层联锁压杆总成(59)为较远的另一列，为保证齿条联锁在行程上的一致性，将较远一列联锁装置所对应的齿条在齿部长度不变的情况下把前端大头部分伸长相应尺寸制作为长齿条(50-2)。下层的第一根齿条是下层首齿条(57)，因涉及换层，其是将齿条(50)在侧面开了个通槽而制成。综上所述，上层首齿条(50-1)和下层首齿条(57)为专用齿条，其余齿条由其和对应的联锁装置的距离分别配置齿条(50)和长齿条(50-2)。由于所有齿条的齿部长度不变，故保证了传动过程行程的一致。四种齿条的差异参见图3及其附图说明。蓄力过程如下:当取力蓄力开始后，齿轮轴(5)顺时针旋转，带动上层首齿条(50-1)拉动蓄力拉簧(51)向前进入蓄力行程，当其将要走完蓄力行程时，就推压联动拉索(49)通过拉动联动手柄(53)向前旋转带动联动压杆(54)推压第二根齿条(50)与齿轮轴(5)啮合进入蓄力行程，第二根齿条(50)进入蓄力行程后又推动和压下联锁压杆总成(55)带动联锁齿轮(56)将上层首齿条(50-1)推离与齿轮轴(5)的啮合并锁定。其后续动作及后续齿条的联动联锁按此方法重复。上层末齿条(50)联动下层首齿条(57)时因涉及换层，故其联动由齿条(50)前端通过推压换层联动压杆总成(58)将下层首齿条(57)推动与齿轮轴(5)啮合进入蓄力行程。下层首齿条(57)进入蓄力行程后又以其侧面通槽的端面推压带关节换层联锁压杆总成(59)锁定上层末齿条(50)。下层的末齿条(50)最后联动蓄满维阻联动手柄总成(60)，使其拉动维阻拉线(61)收紧摩擦片(62)，使摩擦片￠2)与主皮带轮共体的摩擦轮产生与蓄力阻力大小相近的摩擦阻力。至此，蓄力完成。摩擦片(62)维持阻力的动作只有在放开取力拉线后才会停止，其工作原理参见图9及其附图说明。释力是与蓄力反向进行的，释力行程的过程如下:当齿轮轴(5)被解锁后，最后完成蓄力的齿条弹簧组首先释放，其将释放完时就解锁对上一根齿条的联锁，使上一组齿条弹簧组释放，如此重复，直至全部齿条弹簧组释放完，释力即完成。由于锁力棘轮机构的作用，蓄力和释力可以在任何位置被停止和被重新开始。配置了关节机构的带关节联锁压杆总成￠3)除了有联锁压杆总成(55)的功能外，还可以在释力前通过拉动总关节推挡拉杆总成￠4)使其解除对齿条的联锁，让原来被联锁的齿条弹簧组处于等待锁力棘轮机构解锁齿轮轴(5)后就可以释放的状态。锁力棘轮机构的作用是对齿轮轴(5)的单向常锁，联锁则是发生在齿条间的联锁，所以联锁被解除后，当齿条行至与齿轮轴(5)啮合处时，仍被齿轮轴(5)挡住不能释放，联锁被解除时齿条弹簧组产生的瞬时释力由齿轮轴(5)传递给锁力棘爪承受，不会对系统产生冲击，而当锁力棘轮机构也解锁后，被解除联锁的齿条弹簧组将同时释放，形成弹射。本案齿轮齿条弹簧组蓄力箱的两列联锁装置只对其中一列配置了关节机构，故为半弹射配置，当全部配置时，则具备全弹射功能。关节机构及其弹射功能的原理和工作过程参见图6、图7、图8及其附图说明。在图3中，上层首齿条(50-1)是在齿条拉簧组(52)中的齿条(50)的基础上保持齿部长度不变，将小头端加长一个尺寸而成。长齿条(50-2)是在齿条(50)的基础上保持齿部长度不变，将大头端伸出一个尺寸而成。下层首齿条(57)是在齿条(50)的基础上在对应的侧面开一个通槽而成。在图4中，联动手柄(53)和联动压杆(54)为同轴键连接，构成联动手柄总成。调节弹簧(65)、调节弹簧座(66)、弹簧座挡销(67)构成不同步调节弹簧总成。当联动拉索
(49)被前一根齿条(50)带动时，带动联动手柄(53)，联动压杆(54)即被带动旋转，推压后一根齿条(50)前行去与齿轮轴哨合,后一根齿条(50)在与齿轮轴哨合时若不能和前一根齿条同步，将产生干涉。当干涉发生时，调节弹簧￠5)被压缩，后一根齿条(50)即停顿并等待与前一根齿条(50)同步后再一同前行与齿轮轴啮合。在图5中，联锁压杆总成由联锁压杆(68)、联锁齿轮扭簧(69)、联锁齿轮(56)、齿轮挡销(70)、联锁压杆轴(71)组成。齿条侧间隙调整机构由钢球(73)、锥度销(74)、调整螺钉(75)组成，其工作原理如下:在齿条(50)两端预留的通孔中，钢球(73)、锥度销(74)被铆封在里面以防钢球脱落。调整螺钉(75)螺纹端部为圆锥，与锥度销(74)对应，拧动调整螺钉(75)即压动对应的两只锥度销(74)分别向两侧移动，顶移钢球(73)来调整齿条
(50)两侧的间隙。故在齿条(50)侧面实际是钢球(73)在支撑梁上滚动。调节弹片(72)对齿条(50)间联锁的调整作用原理如下:后齿条(50)连锁前齿条(50)时，若前齿条(50)已经完成蓄力行程，则前齿条(50)会被 齿轮轴挡在其完成蓄力行程的位置之外，此时后齿条(50)前行推压联锁压杆(68)带动联锁齿轮(56)转动将前齿条(50)推离齿轮轴并锁定；但若前齿条(50)尚未完全完成蓄力行程时,后齿条(50)就前行去连锁,联锁齿轮(56)转动时会因与前齿条(50)不同步而发生干涉。为此，在齿条(50)前端设置安装调节弹片
(72)，当发生干涉时，调节弹片(72)被压弯，联锁齿轮(56)的转动即停顿并等待与前齿条
(50)同步后再啮合和锁定。在图6中，安装在支撑梁(41)上的带关节联锁机构由带关节联锁压杆总成(63)和关节推挡拉杆总成(76)组成。其中:带关节联锁压杆总成￠3)包含有关节总成(77)。在图7中，关节推挡拉杆总成由关节推挡(81)、螺钉(82)、关节推挡拉杆(83)组成。带关节联锁压杆总成由关节总成、紧固螺栓螺母垫圈(84)、压杆挡销(85)、联锁压杆
(68)、联锁压杆扭簧(86)、助弹射联锁压杆轴(87)、助弹射联锁齿轮扭簧(88)、助弹射联锁齿轮(89)组成。其中关节总成由关节(78)、关节扭簧(79)、关节盖(80)组成。关节推挡拉杆总成通过控制关节(78)的回转来达到解锁带关节联锁压杆总成中的助弹射联锁齿轮(89)对齿条的联锁。它们的工作原理和过程如下:在初始位置，联锁压杆(68)靠在压杆挡销(85)上，助弹射联锁齿轮(89)靠在关节推挡拉杆(83)上，蓄力时，联锁压杆￠8)被推压旋转并带动助弹射联锁齿轮(89)旋 转将齿条联锁。当需要弹射释力时，拉动关节推挡拉杆(83)，关节推挡(81)就放开对关节(78)的阻挡，关节(78)在关节扭簧(79)的扭力下在关节盖(80)处转动，助弹射联锁齿轮(89)因失去关节(78)的支撑被助弹射联锁齿轮扭簧(88)的轴向力推出其所在轴的花键段(方键)，当其脱键后又被推转靠回关节推挡拉杆(83)上。至此，被联锁的齿条被解锁。此时若放开关节推挡拉杆(83)，关节推挡(81)对关节(78)的推压力恢复，关节(78)也恢复了对助弹射联锁齿轮(89)的推力，但此时助弹射联锁压杆轴(87)并未回转，故助弹射联锁齿轮(89)处于孔不对键的状态，还不能回位到初始位置。当释力完成后联锁压杆￠8)在联锁压杆扭簧(86)的扭力下带动助弹射联锁压杆轴(87) —同复位，此时助弹射联锁齿轮(89)处于孔对键状态，随即被关节(78)推压回初始位置。在图8中，带有侧槽的齿条是作为专用齿条的下层首齿条(57)，这是换层时联动联锁的需要。换层联动压杆总成(58)被上层末齿条的前端推压旋转，推顶下层首齿条(57)前行去与齿轮轴啮合进入蓄力行程，下层首齿条(57)进入蓄力行程后其侧槽即推动和压下带关节换层联锁压杆总成(59)，将上层末齿条联锁。关节推挡拉杆总成被合并制作成为一根总关节推挡拉杆总成(64)安装在支撑梁(41)上，并加装了控制零件，这是为了便于同时对多个关节机构进行操控。其构成如下:总关节推挡拉杆(90)、关节推挡(81)、弹射就位调整螺母(91)、弹射就位挡片(92)、弹射就位挡套(93)、弹射回位弹簧(94)、拉杆回位调整螺母和垫圈(95)。其各零件作用如下:当总关节推挡拉杆总成￠4)被拉出到位后，弹射就位挡片(92)、弹射就位挡套(93)就限制其不再被继续拉出，用弹射就位调整螺母(91)调整位置偏差。当放松总关节推挡拉杆总成￠4)后，其即在弹射回位弹簧(94)的作用下回位，拉杆回位调整螺母和垫圈(95)用于调整确定其回位位置。在图9中，蓄满维阻装置由蓄满维阻机构和撤消蓄满维阻机构两部分组成，其中，撤消蓄满维阻机构由以下零部件组成:四杆机构(22)、拉线环箍(96)、旋转支架(23)、回拉弹簧(97)。蓄满维阻机构由以下零部件组成:摩擦片支架及回位弹簧总成(98)、摩擦片(62)、维阻拉线(61)、联动拉索(49)、蓄满维阻联动手柄总成(60)、阻力调整弹簧总成
(99)。蓄满维阻装置的工作原理和过程如下:取力蓄力时，拉动取力拉线(12)拉动了四杆机构(22)转动，将旋转支架(23)旋转支起，被旋转支架(23)撑起的维阻拉线(61)被预紧且始终限制在拉线环箍(96)中。当蓄力箱蓄满后，联动拉索(49)被下层末齿条联动，拉动蓄满维阻联动手柄总成(60)带动维阻拉线(61)收紧摩擦片(62)，使其与主皮带轮(31)共体的摩擦轮产生摩擦阻力，其阻力大小由阻力调整弹簧总成(99)调整。当放开取力拉线
(12)时，旋转支架(23)被回拉弹簧(97)拉回，维阻拉线(61)失去支撑被放松，摩擦片(62)也被放松并在被安装在支撑梁(41)上的摩擦片支架及回位弹簧总成(98)的作用下复位，维阻即被撤消。主轴(13)分别键连接取力棘轮(21)、主皮带轮(31)、释力棘轮(28)，构成主轴带主皮带轮及棘轮总成(8)。在图10中，弹射拉线机构的工作过程如下:拉动弹射拉线(100)，弹射旋杆(101)转动，顶起拉杆拉线(102)，抽出总关节推挡拉杆总成(64)，联锁即被解锁并处于待弹射状态。放开弹射拉线(100)，弹射旋杆(101)回位，总关节推挡拉杆总成(64)处于等待释力后才能回位，齿轮齿条弹簧组蓄力箱仍然保持待弹射状态。释力拉线机构由其前支架(113)和后支架(106)被安装在释力侧定位板(2)上。释力拉线机构的工作过程如下:拉动释力拉线(103)，拉线销拉爪(104)即拉动释力中间拉线(105)并随后带动解锁拉线(30)，释力中间拉线(105)克服止释回位拉簧(108)的拉力将释力旋转压圈(107)拉旋转，释力压环(112)不再受释力旋转压圈(107)的压迫，由释力压环压簧(109)将其向前推至能够压到释力棘爪(29)使之与释力棘轮(28)啮合的位置停住，其停住的位置由压环到位调整螺栓
(110)微调。在此之后，解锁拉线(30)也被拉到位，锁力棘轮机构被解锁，即释力开始，主轴释力齿轮(111)顺时针旋转通过释力棘爪(29)将力传递给释力棘轮(28)，释力棘轮(28)带动主轴将力传递给主皮带轮输出。松开释力拉线(103)，止释回位拉簧(108)将释力旋转压圈(107)拉回，释力旋转压圈(107)又将释力压环(112)压回，释力棘爪(29)被释力棘轮(28)顶开复位，解锁拉线(30)也被锁力棘爪弹簧拉回，各零件复位，释力停止。在图11中，齿条压簧组(116)由蓄力压簧(114)、固定弹簧座(115)、齿条(118)组成，其中齿条(118)上装有齿条弹簧座(117)。当将齿条(118)上的齿条弹簧座(117)更换为首齿条弹簧座(119)时，即为上层首齿条(118-1);当齿条(118)的小端被加长时，即为长齿条(118-2);当齿条(118)的相应侧面被开了通槽时，即为下层首齿条(118-3)。联动拉索(120)的中间卡头被设置在靠近中间的位置。在图12中所示是为丘陵城市路况二轮电动助力车配置的串式联动联锁有维阻的齿轮齿条弹簧组蓄力器。采用齿条压簧组(116)作为蓄力单元，其配置了两层共16组齿条弹簧组，配置有蓄满维阻装置。蓄力箱尺寸为长75cm、宽15cm、高12cm的长方体，故可安装代替车座和书包架骨架，经配置和装饰即可代替其功能，并可将取力释力输入输出系统部分布置在车座和书包架下方空间位置。在图13中所示是用于地势较平坦的城市路况的二轮电动助力车、人力自行车、燃油助力车的串式联动联锁有维阻可弹射的齿轮齿条弹簧组蓄力器。采用齿条压簧组(116)作为蓄力单元，共配置了 8组齿条弹簧组。蓄力箱尺寸为长75cm、宽18cm、高7cm的较薄的长方体。设置了一根总关节推挡拉杆总成(121)，即有一列带关节联锁机构支持弹射，故为半弹射设置，对车辆有慢加速、快加速两种助力功能。该实施案优点是轻便、实用，可靠性好，特别是其半弹射快加速的助力功能在电动车起步时能有效帮助提高起步加速动力，降低电池的起步加速电流，延长电池寿命。
权利要求1.串式联动联锁有维阻可弹射的齿轮齿条弹簧组蓄力器，能够蓄力和释力，其特征是:串式联动联锁齿轮齿条弹簧组蓄力箱，其中，齿条弹簧组作为蓄力单元，采用齿轮齿条传动，齿轮和轴也可制作成为齿轴一体的齿轮轴，支撑梁总成作为轨道、支撑和框架，多个蓄力单元按串式排列，顺序逐组联动与联锁，最后联动蓄满维阻装置，其联动与联锁根据配置选用联动机构、换层联动压杆总成、联锁压杆总成、换层联锁压杆总成、带关节联锁机构、带关节换层联锁压杆总成，齿条弹簧组的蓄力弹簧选用拉簧或压簧。
2.根据权利要求1所述的串式联动联锁有维阻可弹射的齿轮齿条弹簧组蓄力器，其特征是:串式联动联锁齿轮齿条弹簧组，其中，多组齿条弹簧组串式联动与联锁。
3.根据权利要求1所述的串式联动联锁有维阻可弹射的齿轮齿条弹簧组蓄力器，其特征是:齿条弹簧组，其中，在齿条两端装有齿条间隙调整机构，在齿条的前端安装调节弹片，当使用压簧时，配置齿条弹簧座和固定弹簧座。
4.根据权利要求1所述的串式联动联锁有维阻可弹射的齿轮齿条弹簧组蓄力器，其特征是:支撑梁总成，其中，在支撑梁上预留的槽孔装有短圆柱带槽滚针，由滚针卡板固定，梁之间由隔套隔开紧固螺杆紧固形成框架结构。
5.根据权利要求1所述的串式联动联锁有维阻可弹射的齿轮齿条弹簧组蓄力器，其特征是:联动机构，其中，由联动手柄总成和联动拉索构成联动功能，由不同步调节弹簧总成对联动进行调节。
6.根据权利要求1所述的串式联动联锁有维阻可弹射的齿轮齿条弹簧组蓄力器，其特征是:带关节联锁机构，其中，安装在关节盖内的关节，各方向均受到限制，上下抽动关节推挡拉杆控制关节来回转动。
专利摘要本实用新型为串式联动联锁有维阻可弹射的齿轮齿条弹簧组蓄力器，涉及一种能对车辆减速收集动能蓄力和释放出来助力的蓄力器。它的蓄力箱以齿条弹簧组作为蓄力单元，采用齿轮齿条传动，用框架式的支撑梁总成作为轨道、支撑和安装基础，由多个蓄力单元按串式排列，顺序逐组联动与联锁，最后联动蓄满维阻装置。它具有较大的蓄力器容量和行程，蓄力阻力波动小、不失阻，设置的带关节联锁机构使其具有弹射释放功能，释力受控且能以慢释放、半弹射快释放和全弹射三种方式针对车辆慢加速、快加速和冲刺提供助力提速，如在电动车起步提速阶段能有效帮助降低起步提速电流，提高动力性能，延长电池寿命。
文档编号B60K17/26GK202965956SQ20122016427
公开日2013年6月5日 申请日期2012年4月18日 优先权日2012年4月18日
发明者王磊 申请人:王磊