一种负载力和驱动能传动补偿装置的制作方法

1.本发明涉及交通工具技术领域，具体涉及一种负载力和驱动能传动补偿装置。


背景技术：

2.随着生活水平的提高，人们出行选择的交通工具越来越多，例如自行车、电动车、汽车、飞行器、轮船等。但是，现有的自行车、电动车之类的交通工具在使用时，驱动其行驶的动能来源较为单一，仅仅只是依靠其自身的动力进行驱动，由于其形式的动能来源较为单一，进而导致现有的出行交通工具能量的大量损耗，如自行车在骑行过程中，仅仅是依靠骑行者自身的力量进行驱动，往往造成骑车人体力支出较大，容易疲劳，不适合在远距离长途骑行时使用，因此，在消耗能量相同的条件下，如何延长交通工具行驶的距离，成为本领域技术人员亟需解决的问题。


技术实现要素：

3.本发明目的在于提供一种负载力和驱动能传动补偿装置，能够为前行提供动力补偿，减少骑行者的体能消耗，从而达到省力的效果。
4.本发明通过下述技术方案实现：
5.一种负载力和驱动能传动补偿装置，包括太阳轮、行星轮、行星轮齿轮圈和车轮，所述行星轮齿轮圈外圈与所述车轮相配合，且所述行星轮齿轮圈与所述车轮同轴转动；所述行星轮与所述行星轮齿轮圈内圈相啮合，且所述行星轮可绕所述行星轮齿轮圈转动轴心公转，同时所述行星轮可绕自身轴心自转；当所述行星轮与所述太阳轮啮合时，所述行星轮带动所述太阳轮绕自身轴心自转。为解决上述问题并实现相应的技术效果，本发明提供一种负载力和驱动能传动补偿装置，当车轮在转动时可带动所述行星轮齿轮圈转动，进而带动行星轮绕行星轮齿轮圈转动轴心公转的同时绕其自身轴心自转，所述行星轮在公转过程中，当转动至太阳轮下方位置时，会同时与所述太阳轮、行星轮齿轮圈相啮合，并且带动太阳轮绕其自身轴心前向自转，此时行星轮下沿与所述行星轮齿轮圈啮合，行星轮上沿与所述太阳轮啮合，行星轮下沿处的力能够克服车轮转动的负载力，行星轮上沿处的力作用于太阳轮，并在太阳轮上产生一个推动车体前向运动的前向力，此前向力作用于太阳轮可驱动与单向轴承连接的太阳轮前向转动，此时太阳轮通过与外部负载连接将此时太阳轮上的能量通过外部负载进行储能，储存的能量通过转换可作为下一个动作的初始动能；故而本装置能够在为车体前向运动进行动力补偿的同时太阳轮与外部负载连接并向外传递能量，用作下一运动的初始动能，以此有效减少骑行者的体能消耗，从而达到省力的技术效果。
6.进一步的技术方案：
7.所述太阳轮偏心设置于所述行星轮齿轮圈内，且所述太阳轮的轴心位于所述行星轮齿轮圈转动轴心的正下方。
8.进一步的：所述太阳轮包括与所述行星轮啮合的第一啮合齿和用于连接外部负载的第二啮合齿，所述第二啮合齿的直径小于所述第一啮合齿的直径。
9.进一步的：沿所述行星轮齿轮圈的周向均匀设置有若干所述行星轮，且若干所述行星轮均与所述行星轮齿轮圈内圈的轮齿相啮合。
10.进一步的：还包括行星轮支架和支架轴接件，所述行星轮支架的一端与所述行星轮的轴心连接，所述行星轮的另一端与所述支架轴接件连接；
11.进一步的：所述支架轴接件通过轴承b转动设置于所述车轮轴；
12.每道行星轮均有一个与之配合的行星轮支架。
13.进一步的：所述行星轮支架与所述行星轮轴心连接一端设置有轴套a，且所述轴套a内设置有轴承a，所述轴承a与所述行星轮的转轴配合。
14.进一步的：还包括太阳轮支架，所述太阳轮支架包括车轮轴连接部和太阳轮连接部，所述车轮轴连接部与所述车轮轴配合，所述太阳轮连接部与所述太阳轮配合；
15.进一步的：所述车轮轴连接部与所述车轮轴间为过盈配合；
16.进一步的：所述太阳轮连接部与所述太阳轮间设置有单向轴承。
17.进一步的：所述车轮轴连接部和太阳轮连接部通过连接肋板连接。
18.进一步的：所述太阳轮连接部为圆环结构，且所述圆环结构的轴心位于所述车轮轴轴心的正下方。
19.进一步的：在所述行星轮齿轮圈内圈轮齿的两侧均设置有挡板。
20.本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
21.1、本发明一种负载力和驱动能传动补偿装置，当车轮在转动时可带动所述行星轮齿轮圈转动，进而带动行星轮绕行星轮齿轮圈转动轴心公转的同时绕其自身轴心自转，所述行星轮在公转过程中，当转动至太阳轮下方位置时，会同时与所述太阳轮、行星轮齿轮圈相啮合，并且带动太阳轮绕其自身轴心前向自转，此时行星轮下沿与所述行星轮齿轮圈啮合，行星轮上沿与所述太阳轮啮合，行星轮下沿处的力能够克服车轮转动的负载力，行星轮上沿处的力作用于太阳轮，并在太阳轮上产生一个推动车体前向运动的前向力，此前向力作用于太阳轮可驱动与单向轴承连接的太阳轮前向转动，此时太阳轮通过与外部负载连接将此时太阳轮上的能量通过外部负载进行储能，储存的能量通过转换可作为下一个动作的初始动能，以此有效减少骑行者的体能消耗，从而达到省力的技术效果；
22.2、本发明一种负载力和驱动能传动补偿装置，结构简单，制造成本低，利用行星轮系统进行骑行动力的补偿，其结构与传动体系的稳定性更高，以便有效地实现骑行动力的补偿；
23.3、本发明一种负载力和驱动能传动补偿装置，太阳轮上的动能可通过太阳轮上的第二啮合齿向外部负载导出使用或储存。
24.4、本发明一种负载力和驱动能传动补偿装置，本装置结构可有效地结合到自行车结构上，不会对自行车正常的动作造成影响；同时本装置不仅能够应用在自行车上，还能够应用与电动自行车、电瓶车、电动车等其他出行交通工具上，本技术作为一个新兴领域的技术，还有很大的开发空间。
25.5、本发明一种负载力和驱动能传动补偿装置，本发明与国家提倡的低碳环保、节能减排等绿色思想契合，可减少空气污染、减缓温室效应等。
附图说明
26.为了更清楚地说明本发明示例性实施方式的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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他相关的附图。在附图中：
27.图1为本发明结构示意图一；
28.图2为本发明结构示意图二；
29.图3为本发明沿车轮轴轴向结构剖视图；
30.图4为本发明太阳轮与太阳轮支架配合结构示意图；
31.图5为本发明太阳轮支架结构示意图；
32.图6为本发明行星轮支架与行星轮配合处结构剖视图；
33.图7为本发明支架轴接件与车轮轴配合处结构剖视图；
34.图8为本发明行星轮与行星轮齿轮圈配合处结构剖视图。
35.附图中标记及对应的零部件名称：
36.1-太阳轮，2-行星轮，3-行星轮齿轮圈，4-车轮，5-行星轮支架，6-支架轴接件，7-车轮轴，8-太阳轮支架，9-挡板，11-第一啮合齿，12-第二啮合齿，51-轴套a，52-轴承a，61-轴承b，81-车轮轴连接部，82-太阳轮连接部，83-连接肋板，84-单向轴承。
具体实施方式
37.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。
38.在以下描述中，为了提供对本发明的透彻理解阐述了大量特定细节。然而，对于本领域普通技术人员显而易见的是：不必采用这些特定细节来实行本发明。在其他实施例中，为了避免混淆本发明，未具体描述公知的结构、电路、材料或方法。
39.在整个说明书中，对“一个实施例”、“实施例”、“一个示例”或“示例”的提及意味着：结合该实施例或示例描述的特定特征、结构或特性被包含在本发明至少一个实施例中。因此，在整个说明书的各个地方出现的短语“一个实施例”、“实施例”、“一个示例”或“示例”不一定都指同一实施例或示例。此外，可以以任何适当的组合和、或子组合将特定的特征、结构或特性组合在一个或多个实施例或示例中。此外，本领域普通技术人员应当理解，在此提供的示图都是为了说明的目的，并且示图不一定是按比例绘制的。这里使用的术语“和/或”包括一个或多个相关列出的项目的任何和所有组合。
40.在本发明的描述中，术语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”、“竖直”、“水平”、“高”、“低”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。
41.实施例1
42.如图1～图8所示，本发明一种负载力和驱动能传动补偿装置，包括太阳轮1、行星轮2、行星轮齿轮圈3和车轮4，所述行星轮齿轮圈3外圈与所述车轮4相配合，且所述行星轮
齿轮圈3与所述车轮4同轴转动；所述行星轮2与所述行星轮齿轮圈3内圈相啮合，且所述行星轮2可绕所述行星轮齿轮圈3转动轴心公转，同时所述行星轮2可绕自身轴心自转；当所述行星轮2与所述太阳轮1啮合时，所述行星轮2带动所述太阳轮1绕自身轴心自转。本实施例中，首先太阳轮1和行星轮2组成的齿轮组系统在本实施例中为从动件；在运动过程中，首先是行星轮齿轮圈3在外力的作用下开始转动，然后转动的行星轮齿轮圈3带动与之啮合的行星轮2公转，此时行星轮2的公转轴心即为行星轮齿轮圈3的转动轴心，且在行星轮2公转的同时所述行星轮2会绕着其自身的轴心进行自转；在行星轮齿轮圈3的带动下，所述行星轮2在经过行星轮齿轮圈3下部时可与设置在此处的太阳轮1相啮合，并且带动所述太阳轮1绕其自身轴心自转，此时自转的太阳轮1上便可储存一定的能量，并同时产生一个前向力作用于车体向前的运动，为车体的前向运动进行动力的补偿，当后续行星轮2与所述太阳轮1啮合时，此能量及力便可对其运动进行动力的补偿，以此种方式减少骑行者的体能消耗，从而达到省力的技术效果。如图1和2所示，当所述行星轮齿轮圈3和车轮4顺时针转动时，则可带动所述行星轮2顺时针自转和公转，进而所述行星轮2带动太阳轮1逆时针转动，此时逆时针转动的太阳轮1在于所述行星轮2接触的部位便会产生一个前向的力，可对车体前向运动起到助力效果；且当前一个行星轮2与所述太阳轮1啮合关系解除后，后一个行星轮2便可与所述太阳轮1建立啮合关系，从而太阳轮1能够源源不断的对车体前向运动进行助力，其中所述前向指的是车轮转动带动车体移动的方向。
43.所述太阳轮1偏心设置于所述行星轮齿轮圈3内，且所述太阳轮1的轴心位于所述行星轮齿轮圈3转动轴心的正下方。本实施例中，将所述太阳轮1的转动轴心确定在所述行星轮齿轮圈3转动轴心的正下方，保证此结构中所述太阳轮1与行星轮2只能在如图2中的范围内才能够实现啮合，从而在此啮合过程中所述太阳轮1与行星轮2啮合处的力能有效的作用于车体的前向运动，同时太阳轮1上储存的能量能够用于车体前向运动动力的补偿。
44.所述太阳轮1包括与所述行星轮2啮合的第一啮合齿11和用于连接外部负载的第二啮合齿12，所述第二啮合齿12的直径小于所述第一啮合齿11的直径。本实施例中，所述太阳轮1通过第一啮合齿11与所述行星轮2啮合，从而实现行星轮2带动太阳轮1自转，太阳轮2自转后其上会产生能量，然后通过第二啮合齿12与外部负载连接，将此部分能量导出利用或储存。
45.沿所述行星轮齿轮圈3的周向均匀设置有若干所述行星轮2，且若干所述行星轮2均与所述行星轮齿轮圈3内圈的轮齿相啮合。本实施例中，为了保证太阳轮1能够不断的对车体前向运动进行助力，沿所述行星轮齿轮圈3的周向等间距均匀的设置有若干所述行星轮2，保证前一个行星轮2与所述太阳轮1啮合关系解除时，后一个便可与所述太阳轮1建立啮合关系。
46.还包括行星轮支架5和支架轴接件6，所述行星轮支架5的一端与所述行星轮2的轴心连接，所述行星轮2的另一端与所述支架轴接件6连接；本实施例中，通过行星轮支架5和支架轴接件6的设置，可以实现所述行星轮2的有效安装，实现装置结构的稳定性保证装置有效的实现其传动效果。有了行星轮支架5和支架轴接件6，所述行星轮2在绕所述行星轮齿轮圈3转动轴心公转过程中，均可有效的与所述行星轮齿轮圈3相啮合。
47.所述支架轴接件6通过轴承b61转动设置于所述车轮轴7；本实施例中，行星轮2通过行星轮支架5与支架轴接件6连接，然后再通过轴承b61实现行星轮2绕车轮轴7(即为行星
轮齿轮圈3转动轴心)公转。且此处的支架轴接件6不是正常自行车结构中连接辐条用的花鼓，并且二者之间不存在直接连接关系。
48.每道行星轮2均有一个与之配合的行星轮支架5。为保证每道行星轮2在绕所述行星轮齿轮圈3转动轴心公转过程中，均可有效的与所述行星轮齿轮圈3相啮合，本实施例中，每一道行星轮2的设置均需配套设置一个行星轮支架5。
49.所述行星轮支架5与所述行星轮2轴心连接一端设置有轴套a51，且所述轴套a51内设置有轴承a52，所述轴承a52与所述行星轮2的转轴配合。所述行星轮2在绕车轮轴7公转的同时也会绕自身轴心自转，故本实施例中，所述行星轮支架5与所述行星轮2连接处设置为轴套结构，且所述轴套a51内还设置有配套的轴承a52，以此来实现所述行星轮2绕其自身轴心自转的效果。
50.还包括太阳轮支架8，所述太阳轮支架8包括车轮轴连接部81和太阳轮连接部82，所述车轮轴连接部81与所述车轮轴7配合，所述太阳轮连接部82与所述太阳轮1配合；为了避免太阳轮1的安装于车轮轴7之间形成干涉，本实施例中，通过设置太阳轮支架8来实现太阳轮1的安装，其中所述太阳轮支架8主要包括车轮轴连接部81和太阳轮连接部82，其中所述车轮轴连接部81用于将太阳轮支架8固定在车轮轴上，且此时的太阳轮支架8不会发生转动，其中所述太阳轮连接部82用于所述太阳轮1的安装，且所述太阳轮1可在所述太阳轮连接部82表面转动。且本实施例中，所采用的太阳轮1与常规太阳轮不同，本实施例中的太阳轮1整体为环形结构，并通过此环形结构实现与所述太阳轮连接部82之间的转动连接。
51.所述车轮轴连接部81与所述车轮轴7间为过盈配合；在车体前向运动过程中，所述车轮轴7是不会发生转动的，故本实施例中，采用过盈配合的方式实现车轮轴连接部81与车轮轴7之间的连接，保证此时的太阳轮支架8不会发生转动。
52.所述太阳轮连接部82与所述太阳轮1间设置有单向轴承84。为了实现太阳轮1在所述太阳轮连接部82表面的转动功能，本实施例中，在其二者之间设置了单向轴承84。
53.所述车轮轴连接部81和太阳轮连接部82通过连接肋板83连接。本实施例中，通过连接肋板83来实现车轮轴连接部81和太阳轮连接部82之间的连接，从而保证太阳轮支架8结构的整体性，于此同时减轻结构的重量，所述连接肋板83只在所述车轮轴7的上方有设置，当然其他能够实现车轮轴连接部81和太阳轮连接部82的肋板设置位置均可等效替换本实施例中的连接肋板83的设置方式。
54.所述太阳轮连接部82为圆环结构，且所述圆环结构的轴心位于所述车轮轴7轴心的正下方。本实施例中，将所述太阳轮连接部82设计为圆环结构主要是为了减轻结构的重量，当然例如圆盘结构等能够为太阳轮1的安装其他结构形式均能等效替换本实施例中的圆环结构形式。
55.在所述行星轮齿轮圈3内圈轮齿的两侧均设置有挡板9。本实施例中，挡板9的设置主要是为了防止行星轮2与所述行星轮齿轮圈3间的啮合关系解除。
56.本实施例中，所述的一种负载力和驱动能传动补偿装置能够有效的安装于车轮结构中，且不会对车轮结构的正常运动造成影响；于此同时类似于飞轮、辐条、花鼓等现有技术本实施例中无需进行重复说明；同时如图1、图2中所示，所述前向为图示的右向，后向为图示的左向。
57.实施例2
58.如图1～图8所示，基于相对曲线作用对本装置进行理解，例如，车体在运动时，带动所述行星轮2公转和自转，通过行星轮2的相对曲线作用在行星轮2的上沿和下沿均会产生一个力，此时，所述行星轮2下沿与所述行星轮齿轮圈3啮合，行星轮2下沿的力可用于克服车体运动的负载，行星轮2上沿的力用于驱动所述太阳轮1自转，且所述太阳轮2自转时可通过第二啮合齿12与外部负载连接，此时太阳轮2上的能量便可向外传导并可进行通过储能设备储能作为下一运动的初始动能。
59.以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。