CN104743053A - 双驱单车的差速驱动器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种双驱单车的差速驱动器，包括转动连接于驱动轴壳内的驱动轴，所述驱动轴的两端伸出驱动轴壳，分别与脚踏板固定，位于驱动轴壳内的驱动轴上固定有轴套，所述轴套的圆周面上设有多个与轴线垂直的支轴，所述支轴上转动连接有行星齿轮，所述驱动轴上位于轴套的两侧同轴套置有输出轴套，所述输出轴套面向轴套的一端设有与行星齿轮匹配的齿轮，另一端伸出驱动轴壳后与单车主动链轮固定，所述单车主动链轮分别与单车的前轮和后轮传动连接。从上述结构可知，本发明的双驱单车的差速驱动器，实现了单车的前、后车轮都可以提供驱动力，使得单车的骑行能力得到提高。

Description

双驱单车的差速驱动器

技术领域

本发明涉及单车驱动领域，具体涉及一种双驱单车的差速驱动器。

背景技术

自行车，又称脚踏车或单车，通常是二轮的小型陆上车辆。人骑上车后，以脚踩踏板为动力，是绿色环保的交通工具。英文bicycle。其中bi意指二，而cycle意指轮，即两轮车。在中国内地、台湾、新加坡，通常称其为“自行车”或“脚踏车”；在港澳则通常称其为“单车”（其实粤语通常都这么称呼）；而在日本称为“自転（转）车”。自行车种类很多，有单人自行车，双人自行车还有多人自行车。

单车可以作为环保的交通工具用来代步、出行；越来越多的人将自行车作为健身器材用来骑行锻炼、自行车出游；自行车本身也是一项体育竞技运动，有公路自行车赛、山地自行车赛、场地自行车赛、特技自行车比赛等。

由于单车的后轮与车架为一个整体，所以市面上的单车都为后轮驱动结构，但是这种进右后轮驱动的单车在遇到后轮打滑、空转或者卡住的时候，不仅单车立马会失去驱动力，而且还有可能发生事故。

在汽车行业中，通过差速器可以实现汽车左右轮差速和前后轮差速，但是汽车上使用的差速器为开式差速器和托森式中央差速器，其动力的输入与输出方向为垂直关系或平行关系，这类差速器无法也不需要直接使动力的输入与输出方向同轴。如果要将输入与输出方向同轴，则必须要通过额外的传动装置才可以实现，但是这样不仅会增加差速器的结构复杂性，而且经过额外的传动结构进行传动后，势必会造成动力损失。

虽然汽车四驱的概念给单车进行前后轮同时驱动提供了思路，但是由于单车整体结构较小，而且前、后轮均为单轮，尤其前轮还为转向轮，所以汽车四驱结构对于单车前后轮驱动的实施并没有实际帮助。

而之前有些发明人申请的一些前后轮双驱摩托车、助力车或电动车的结构，则是在正常后轮驱动的前提下，同时将前轮转轴改为驱动轴，并直接通过电能或者液压能进行驱动，从而实现对前轮的驱动，这类结构的双驱并非是我们所述的类似汽车的四驱驱动结构，四驱驱动结构在车轮一旦发生打滑后，该车轮可以立刻降低转速，并使车轮再次向车子提供驱动力，四驱驱动结构在车轮一旦发生打滑后，该车轮可以立刻降低转速，，将驱动力分配给其余车轮，从而可以防止车轮空转而造成能量损失；而上述将前轮转轴改为驱动轴，直接通过电能或者液压能进行驱动的前后轮双驱摩托车、助力车或电动车的结构则无法实现。另外，由于摩托车、助力车、电动车或者汽车由于并非是通过人力驱动的，所以也并不存在驱动轮卡住不转的情况，而普通单车则是由人力驱动，一旦唯一的驱动轮卡住，很有可能没有足够的驱动力将驱动轮再次进行驱动。

发明内容

本发明的目的在于：克服现有技术的不足，提供一种双驱单车的差速驱动器，实现了单车的前、后车轮都可以提供驱动力，使得单车的骑行能力得到提高；

通过差速器的结构，使得单车在湿滑路面骑行时遇到车轮打滑后，可以立马降低打滑车轮转速，再次提供驱动力；

通过差速器的结构，使得单车在骑行中遇到其中一个轮卡主后，将驱动力全部传递给另一个车轮，再次提供驱动力；

通过差速器的结构，使得单车在骑行时遇到其中一个车轮空转后，可以立马降低转速，将驱动力全部传递给另一个车轮，避免能量浪费；

相比于机动车的输入轴与输出轴平行或垂直的差速结构，需要另外通过传动机构才可以使输入轴和输出轴实现同轴，通过差速器的结构，使得驱动轴的轴线与输出轴套的轴线直接同轴，不仅简化了传动结构，而且减少了传动损失，提高了传动效率；

通过行星齿轮的螺旋形齿结构，可以改变驱动轴对前轮和后轮的动力分配，使单车在提高骑行能力的同时，进一步提高驱动效率；

行星轮由驱动轴通过花键传动，改变了以往通过驱动轴壳的传动，传动效率更高，避免低速转动时产生振动。

本发明所采取的技术方案是：

双驱单车的差速驱动器，包括转动连接于驱动轴壳内的驱动轴，所述驱动轴的两端伸出驱动轴壳，分别与脚踏板固定，位于驱动轴壳内的驱动轴上固定有轴套，所述轴套的圆周面上设有多个与轴线垂直的支轴，所述支轴上转动连接有行星齿轮，所述驱动轴上位于轴套的两侧同轴套置有输出轴套，所述输出轴套面向轴套的一端设有与行星齿轮匹配的齿轮，另一端伸出驱动轴壳后与单车主动链轮固定，所述单车主动链轮分别与单车的前轮和后轮传动连接。

本发明进一步改进方案是，所述行星齿轮和输出轴套所设的齿轮均为伞形齿轮结构，并相互啮合。

本发明更进一步改进方案是，所述行星齿轮的齿形为直齿或者螺旋形齿结构。直齿的齿形结构，可以使驱动力均匀的分配到前后轮；螺旋形齿的齿形结构，可以使驱动力按需分配到前后轮。

本发明更进一步改进方案是，所述支轴的数量在2~6个范围内，以轴套的轴心呈对称结构分布。

本发明更进一步改进方案是，所述驱动轴通过花键A与轴套固定。

本发明更进一步改进方案是，所述输出轴套通过轴承A与驱动轴壳转动连接。

本发明更进一步改进方案是，所述轴承A设于驱动轴壳的盖板，所述盖板通过螺栓与驱动轴壳固定。

本发明更进一步改进方案是，所述驱动轴与输出轴套为间隙配合；或者驱动轴与输出轴套通过轴承B转动连接。

本发明更进一步改进方案是，所述支轴远离轴套的一端设有行星齿轮轴，所述行星齿轮轴通过轴承C与行星齿轮转动连接。

本发明更进一步改进方案是，所述行星齿轮轴的外端设有螺纹，螺母通过螺纹将行星齿轮径向固定于行星齿轮轴上。

本发明更进一步改进方案是，所述行星齿轮与支轴以及行星齿轮与螺母之间设有垫圈。

本发明更进一步改进方案是，所述垫圈与螺母之间设有压片。

本发明更进一步改进方案是，所述驱动轴的两端通过花键B与脚踏板固定连接。

本发明更进一步改进方案是，所述输出轴套的两端通过花键C与单车主动链轮固定连接。

本发明的有益效果在于：

第一、本发明的双驱单车的差速驱动器，实现了单车的前、后车轮都可以提供驱动力，使得单车的骑行能力得到提高。

第二、本发明的双驱单车的差速驱动器，通过差速器的结构，使得单车在湿滑路面骑行时遇到车轮打滑后，可以立马降低转速，再次提供驱动力。

第三、本发明的双驱单车的差速驱动器，通过差速器的结构，使得单车在骑行中遇到其中一个轮卡主后，将驱动力全部传递给另一个车轮，再次提供驱动力。

第四、本发明的双驱单车的差速驱动器，通过差速器的结构，使得单车在骑行时遇到其中一个车轮空转后，可以立马降低转速，将驱动力全部传递给另一个车轮，避免能量浪费。

第五、本发明的双驱单车的差速驱动器，相比于机动车的输入轴与输出轴平行或垂直的差速结构，需要另外通过传动机构才可以使输入轴和输出轴实现同轴，通过差速器的结构，使得驱动轴的轴线与输出轴套的轴线直接同轴，不仅简化了传动结构，而且减少了传动损失，提高了传动效率。

第六、本发明的双驱单车的差速驱动器，通过行星齿轮的螺旋形齿结构，可以改变驱动轴对前轮和后轮的动力分配，使单车在提高骑行能力的同时，进一步提高驱动效率。

第七、本发明的双驱单车的差速驱动器，行星轮由驱动轴通过花键传动，改变了以往通过驱动轴壳的传动，传动效率更高，避免低速转动时产生振动。

附图说明：

图1为本发明结构的示意图。

图2为本发明驱动轴结构的主视局部剖视示意图。

图3为本发明驱动轴结构的爆炸示意图。

具体实施方式：

结合图1、图2和图3可知，本发明包括转动连接于驱动轴壳15内的驱动轴1，所述驱动轴1的两端伸出驱动轴壳15，分别与脚踏板18固定，位于驱动轴壳15内的驱动轴1上固定有轴套2，所述轴套2的圆周面上设有多个与轴线垂直的支轴3，所述支轴3上转动连接有行星齿轮4，所述驱动轴1上位于轴套2的两侧同轴套置有输出轴套5，所述输出轴套5面向轴套2的一端设有与行星齿轮4匹配的齿轮，另一端伸出驱动轴壳15后与单车主动链轮19固定，所述单车主动链轮19分别与单车的前轮和后轮传动连接。

所述行星齿轮4和输出轴套5所设的齿轮均为伞形齿轮结构，并相互啮合；所述行星齿轮4的齿形为直齿或者螺旋形齿结构（本实施案例中，行星齿轮4的齿形为螺旋形齿结构）。直齿的齿形结构，可以使驱动力均匀的分配到前后轮；螺旋形齿的齿形结构，可以使驱动力按需分配到前后轮。

所述支轴3的数量在2~6个范围内（本实施案例中，支轴3的数量为4个），以轴套2的轴心呈对称结构分布。

所述驱动轴1通过花键A8与轴套2固定。

所述输出轴套5通过轴承A6与驱动轴壳15转动连接。

所述轴承A6设于驱动轴壳15的盖板16，所述盖板16通过螺栓17与驱动轴壳15固定。

所述驱动轴1与输出轴套5为间隙配合；或者驱动轴1与输出轴套5通过轴承B转动连接（本实施案例中，驱动轴1与输出轴套5为间隙配合）。

所述支轴3远离轴套2的一端设有行星齿轮轴9，所述行星齿轮轴9通过轴承C与行星齿轮4转动连接。

所述行星齿轮轴9的外端设有螺纹10，螺母11通过螺纹10将行星齿轮4径向固定于行星齿轮轴9上。

所述行星齿轮4与支轴3以及行星齿轮4与螺母10之间设有垫圈12。

所述垫圈12与螺母10之间设有压片13。

所述驱动轴1的两端通过花键B7与脚踏板18固定连接。

所述输出轴套5的两端通过花键C14与单车主动链轮19固定连接。

本发明使用时，驱动轴1通过花键A8将动力传动给轴套2，轴套2带动支轴3上的行星齿轮4将动力分别传动给输出轴套5，再通过输出轴套5上的单车主动链轮19，将驱动力分别输出至单车的两个车轮。

当两个单车主动链轮19的线速度相等的时候（例如当单车正常行驶的时候），此时位于行星齿轮4两侧的输出轴套5线速度也相等，行星轮不发生自转；

当单车前后两个车轮中的其中一个车轮发生打滑或空转时，导致该车轮无法提供驱动力；而与发生打滑或空转的车轮传动连接的单车主动链轮19转速势必大于另一个单车主动链轮19，即两侧的输出轴套5之间的转速有速度差，此时通过行星齿轮4的作用，转速较低的输出轴套5将转速较高的输出轴套5的转速迅速下降，直至两侧的输出轴套5之间不再存在速度差；此时，空转的车轮转速降低之后不再高速空转而浪费能量，而是将驱动力全部传递给另一个车轮；打滑的车轮转速降低之后与地面又有了足够的摩擦力，可以对单车再次提供驱动力，即可以使得单车在骑行过程中有效脱困，提高了单车的骑行能力和越野能力。

当单车前后两个车轮中的其中一个车轮卡住之后，驱动轴1的驱动力可以通过全部输出给另一个车轮，从而使得卡住的车轮能够脱困，提高了单车的骑行能力和越野能力。

本发明的差速器结构，不仅可以应用于单车领域，还可以应用于其它诸如三轮车、手摇车、轮椅等人力驱动车的领域范围内。

Claims (10)

1. 双驱单车的差速驱动器，包括转动连接于驱动轴壳（15）内的驱动轴（1），其特征在于：所述驱动轴（1）的两端伸出驱动轴壳（15），分别与脚踏板（18）固定，位于驱动轴壳（15）内的驱动轴（1）上固定有轴套（2），所述轴套（2）的圆周面上设有多个与轴线垂直的支轴（3），所述支轴（3）上转动连接有行星齿轮（4），所述驱动轴（1）上位于轴套（2）的两侧同轴分别套置有输出轴套（5），所述输出轴套（5）面向轴套（2）的一端设有与行星齿轮（4）匹配的齿轮，另一端伸出驱动轴壳（15）后与单车主动链轮（19）固定，所述单车主动链轮（19）分别与单车的前轮和后轮传动连接。

2. 如权利要求1所述的双驱单车的差速驱动器，其特征在于：所述行星齿轮（4）和输出轴套（5）所设的齿轮均为伞形齿轮结构，并相互啮合；所述行星齿轮（4）的齿形为直齿或者螺旋形齿结构。

3. 如权利要求1所述的双驱单车的差速驱动器，其特征在于：所述支轴（3）的数量在2~6个范围内，以轴套（2）的轴心呈对称结构分布。

4. 如权利要求1所述的双驱单车的差速驱动器，其特征在于：所述驱动轴（1）通过花键A（8）与轴套（2）固定。

5. 如权利要求1所述的双驱单车的差速驱动器，其特征在于：所述输出轴套（5）通过轴承A（6）与驱动轴壳（15）转动连接。

6. 如权利要求1所述的双驱单车的差速驱动器，其特征在于：所述驱动轴（1）与输出轴套（5）为间隙配合；或者驱动轴（1）与输出轴套（5）通过轴承B转动连接。

7. 如权利要求1所述的双驱单车的差速驱动器，其特征在于：所述支轴（3）远离轴套（2）的一端设有行星齿轮轴（9），所述行星齿轮轴（9）通过轴承C与行星齿轮（4）转动连接。

8. 如权利要求7所述的双驱单车的差速驱动器，其特征在于：所述行星齿轮轴（9）的外端设有螺纹（10），螺母（11）通过螺纹（10）将行星齿轮（4）径向固定于行星齿轮轴（9）上。

9. 如权利要求1所述的双驱单车的差速驱动器，其特征在于：所述驱动轴（1）的两端通过花键B（7）与脚踏板（18）固定连接。

10. 如权利要求1所述的双驱单车的差速驱动器，其特征在于：所述输出轴套（5）的两端通过花键C（14）与单车主动链轮（19）固定连接。