CN106965876B - 一种带锁的新型花毂 - Google Patents

一种带锁的新型花毂 Download PDF

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Abstract

本发明创造提供了一种带锁的新型花毂，包括中轴、花毂壳、盖体、供电装置和锁止装置，花毂壳，内部设有开口朝向一侧的容腔,该容腔的腔底部设有中轴穿孔，中轴由该中轴穿孔伸出；锁止装置，包括固定件、螺线管和带磁性的锁止元件，该锁止元件沿中轴轴向可往返移动，其移动方向通过控制螺线管磁场方向完成，锁止元件和花毂壳间对应的设有锁止结构。本发明创造所述的一种带锁的新型花毂中，锁止装置包括了螺线管和可沿中轴轴向移动的锁止元件，且锁止元件和花毂间设有锁止结构，通过控制螺线管磁场方向来控制锁止元件的移动，完成锁止元件锁止动作和开锁动作，并由此完成车辆的锁定和车辆自由状态的改变，结构紧凑，可靠性极高。

Description

一种带锁的新型花毂
技术领域
本发明创造属于车辆生产技术领域，尤其是涉及一种带锁的新型花毂。
背景技术
共享单车与共享电单车，以其方便、时尚、环保、轻巧等优点，已普及到全国各地。其主要借车、还车过程都是通过手机APP与GPRS连接来实现控制，使用时解锁，使用结束后上锁，完成用车活动，而现有的车锁主要有两种形势，一种是手动密码锁，一种是自动锁。手动密码锁如OFO存在还车时未上锁或解锁后手机退车后仍可以使用，或被长期占有，所以这种机械密码锁存在使用隐患；另一种就是自动锁，通过手机APP与GPRS连接实现自动解锁，用完后再通过手机APP操作退车，自动上锁，完成骑行活动。其中自动锁、GPS、GPRS模块都需要外部供电。现在流行的共享单车的供电方式和锁都是采用分立的，供电方式有发电花毂、太阳能板。车锁有涨闸自动锁、马蹄(蟹钳锁)自动锁、前叉自动锁等。有装在前轮，也有装在后轮的。由于结构特点和安装方式都是外露和分立，很容易损坏或遭到破坏，再者锁的结构本身也不密封，时间长了会进入很多灰尘或雨水，使内部结构件过早失效和损坏。驱动机械锁动作的电机，使用的是有刷电机，其寿命本身就短，再加上尘土和雨水，其可靠性大幅度降低。
发明内容
有鉴于此，本发明创造旨在提出一种带锁的新型花毂，以解决现有车辆车所存在的使用隐患。
为达到上述目的，本发明创造的技术方案是这样实现的：
一种带锁的新型花毂，包括中轴、花毂壳、盖体、供电装置和锁止装置，其中：
中轴，其中部的轴表面设有花键；
花毂壳，其为磁性金属件，其内部设有开口朝向一侧的容腔,该容腔的腔底部设有中轴穿孔，中轴由该中轴穿孔伸出；
盖体，其锁合在花毂壳的容腔开口端处，其中心处设中轴穿孔，中轴由盖体的中轴穿孔伸出；
供电装置，其设置在容腔内，包括蓄电池，该蓄电池向锁止装置提供电源；
锁止装置，其设置在容腔内，包括：
固定件，该固定件为磁性金属件，其中心处设有穿孔，中轴穿过该穿孔，该固定件固装在中轴上；
螺线管，中轴穿过螺线管中心，该螺线管和蓄电池连接，并通过改变螺线管通电电流方向改变螺线管磁场方向；
锁止元件，所述锁止元件带有磁性，其设置在螺线管和固定件间，所述锁止元件和花毂壳间对应的设有锁止结构，所述锁止元件两个磁极连线方向和中轴同向设置，其中心处设有花键孔，中轴穿过该花键孔后和锁止元件花键连接，且该锁止元件沿中轴轴向可往返移动，其移动方向通过控制螺线管磁场方向完成，所述锁止元件移向螺线管时，锁止元件通过锁止结构将花毂壳锁止在中轴上；锁止元件移开螺线管时，锁止元件吸附在固定件上，花毂壳绕中轴自由转动。
进一步的，所述容腔内还设有向蓄电池提供电能的发电装置，该发电装置包括定子单元和转子单元，其中：
定子单元包括磁铁套环，其固装在固定件上，中轴穿过其中心，该磁铁套环包括环状铁芯及该环状铁芯外侧面数个N、S极交错排列的永久磁铁；
转子单元包括：
发电线圈；
第一爪极套，其中心设置供定子单元穿过的穿孔，其周缘环设有数个爪极；
第二爪极套，其中心设有供定子单元穿过的穿孔，其周缘环设有数个爪极，第二爪极套的数个爪极和第一爪极套的数个爪极错位排列、套合，同时将发电线圈套合在内部，且发电线圈、第一爪极套、第二爪极套和花毂壳固定连接组合为一体。
进一步的，所述环状铁芯位于螺线管外侧。
进一步的，所述螺线管数量为两个，该两个螺线管并列设置，且两个所述螺线管间留有一定间隙。
进一步的，所述蓄电池安装在支架上，该支架固装在转子单元上。
进一步的，所述螺线管设置在固定件和花毂壳的容腔腔底间，且该螺线管临近容腔腔底设置，锁止元件设置在螺线管内。
进一步的，所述锁止结构包括花毂壳和锁止元件正对侧对应设置的齿，通过设置在花毂壳上的齿和设置在锁止元件上的齿咬合实现对花毂壳锁止功能。
进一步的，所述花毂壳的齿设有多个，且多个所述齿以花毂壳中轴线为中心环状布置，锁止元件上的齿和花毂壳上的齿对应设置。
进一步的，所述花毂壳在设置齿处还设有连接件，该连接件为磁性金属件，当花毂壳的齿和锁止元件的齿咬合时，所述锁止元件通过该连接件吸附在花毂壳上。
进一步的，所述锁止元件包括环状支撑座及该支撑座外侧面环设的多个磁铁，锁止结构设置在环状支撑座和花毂壳间。
相对于现有技术，本发明创造所述的一种带锁的新型花毂具有以下优势：
(1)本发明创造所述的一种带锁的新型花毂中，在花毂内设置了锁止装置和供电装置，锁止装置包括了螺线管和可沿中轴轴向移动的锁止元件，且锁止元件和花毂间设有锁止结构，通过改变螺线管电流方向改变螺线管磁场方向，进而控制锁止元件的移动，完成锁止元件锁止动作和开锁动作，并由此完成车辆的锁定和车辆自由状态的改变，结构紧凑，可靠性极高。
(2)本发明创造所述的一种带锁的新型花毂，在花毂内设置了发电装置，发电装置中的发电线圈和花毂同步转动，实现及时向蓄电池补充电能的需求，然后通过蓄电池适时向锁止装置的螺线管供电，满足开锁和锁止动作的需求，给骑行带来方便。
附图说明
构成本发明创造的一部分的附图用来提供对本发明创造的进一步理解，本发明创造的示意性实施例及其说明用于解释本发明创造，并不构成对本发明创造的不当限定。在附图中：
图1为本发明创造实施例所述的一种带锁的新型花毂分解示意图；
图2为本发明创造实施例所述的一种带锁的新型花毂锁止状态装配示意图。
附图标记说明：
1-中轴； 2-花毂壳； 3-支撑架；
4-螺线管； 5-锁止元件； 6-固定件；
7-第二爪极套； 8-盖体； 9-发电线圈；
10-永久磁铁； 11-环状铁芯； 12-第一爪极套；
13-支架； 14-蓄电池； 15-轴承；
16-密封圈； 17-爪极； 18-齿；
19-连接件。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明创造中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在本发明创造的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“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创造和简化描述，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创造的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明创造的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本发明创造的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明创造中的具体含义。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明创造。
如图1、图2所示，一种带锁的新型花毂，包括中轴1、花毂壳2、盖体8、供电装置和锁止装置，其中，在中轴1中部的轴表面设有花键；花毂壳2和盖体8分别为铝合金金属件，在花毂壳2内部设有开口朝向一侧的容腔,在容腔腔壁在容腔开口端处设有螺纹，盖体8和花毂壳2螺纹连接，在盖体8和花毂壳2中心处分别设有中轴穿孔，中轴1由中轴穿孔伸出，中轴1两端分别设有用于和车架固定的外螺纹；本实施例中，盖体8和花毂壳2在各自中轴穿孔内嵌装有轴承16，花毂壳2和中轴1间、盖体8和中轴1间分别通过轴承15和中轴1转动连接，且花毂壳2和中轴1间、盖体8和中轴1间分别设有密封圈16，起到防水防尘功能。使用时，车轮安装在花毂壳2上，中轴1安装在车架上。
在花毂壳2容腔内设有锁止装置和发电装置，其中，锁止装置包括固定件6、螺线管4和带磁性的锁止元件5，固定件6为磁性金属件，该固定件6能够被带有磁性的物品吸引，也就是带有磁性的物品能够吸附在固定件6上，固该定件6正对容腔腔底设置，其中心处设有穿孔，中轴1穿过该穿孔，该固定件6固装在中轴1上；所述螺线管4临近容腔腔底设置，其固装在花毂壳2上，中轴1穿过螺线管4中心，该螺线管4和蓄电池连接，并通过改变螺线管4通电电流方向改变螺线管4磁场方向；所述带磁性的锁止元件5，其设置在螺线管4和固定件6间，本实施例中，所述锁止元件5设置在螺线管4管内侧，其包括环状支撑座及该支撑座外侧面环设的多个磁铁，多个磁体的磁极同向设置，且每一个磁铁的两个磁极连线和中轴1同向设置，环状支撑座内孔为花键孔，中轴1穿过该花键孔后和锁止元件5花键连接，所述锁止元件5沿中轴1可轴向移动，其移动原理为磁力作用原理，也就是根据带有磁性的两个物体间相斥或相吸的原理，本实施例中，螺线管4通电时两端产生磁极，并产生磁力线，该磁力线对带有磁性的锁止元件5施加作用力，当螺线管4磁极表现为对锁止元件5相吸时，锁止元件5向螺线管4方向移动，当螺线管4磁极表现为对锁止元件6相斥时，锁止元件5移向固定件6，由此，通过螺线管4磁场方向的改变完成其对锁止元件5的相吸或相斥作业，保证锁止元件5沿中轴1轴向移动；为了将花毂壳锁止，锁止元件5和花毂壳2间对应的设有锁止结构，锁止结构包括花毂壳2和锁止元件5间对应设置的齿18，本实施例中，所述花毂壳2的齿18设有多个，且多个所述齿18呈环状布置，锁止元件5上的齿18设有多个，该锁止元件5上的多个齿18同样呈环状布置，且通过设置在花毂壳2上的齿和设置在锁止元件5上的齿咬合实现对花毂壳2锁止作业；本实施例中，所述花毂壳2在设置齿18处还设有连接件19，该连接件19为磁性金属件，当花毂壳2的齿和锁止元件5的齿咬合时，所述锁止元件5通过该连接件19吸附在花毂壳2上；该作用原理是根据磁铁和磁性金属件间存在作用力，通过该作用力完成吸附作业。通电后螺线管4对锁止元件5相吸时，锁止元件5移向螺线管4，通过锁止结构将花毂壳2锁止在中轴1上，此时，车辆处于锁定状态；当通电后螺线管4对锁止元件5相斥时，锁止元件5移向固定件，锁止元件5吸附在固定件6上，花毂壳2绕中轴1自由转动，此时车辆为自由使用状态。
本实施例中，为了保证蓄电池14电能得到及时补充，所述容腔内还设有向蓄电池提供电能的发电装置，该发电装置包括定子单元和转子单元，定子单元包括磁铁套环，其固装在固定件6上，中轴1穿过其中心，该磁铁套环包括环状铁芯11及该环状铁芯11外侧面数个N、S极交错排列的永久磁铁10，本实施例中，为了节省空间，所述环状铁芯11位于螺线管4管外侧；转子单元包括发电线圈9、第一爪极套12和第二爪极套7，第一爪极套12和第二爪极套7中心处分别设置供定子单元穿过的穿孔，在第一爪极套12和第二爪极套7的周缘处分别环设有数个爪极17，第二爪极套7的数个爪极17和第一爪极套12的数个爪极17错位排列、套合，同时将发电线圈9套合在内部，且发电线圈9、第一爪极套12、第二爪极套7和花毂壳2通过螺钉固定连接组合为一体，使用时，转子单元及花毂壳2随车轮同步转动，定子单元处于相对静止状态，通过转子单元的发电线圈9切割定子单元永久磁铁10的磁力线产生电能，并最终将该电能储存在蓄电池14内。
本实施例中，所述螺线管4数量为两个，该两个螺线管4并列设置，且两个所述螺线管4间留有一定间隙。
本实施例中，为了便于更换蓄电池14，将所述蓄电池14安装在支架13上，该支架13固装在转子单元上，且支架13临近容腔开口端设置。
以上所述仅为本发明创造的较佳实施例而已，并不用以限制本发明创造，凡在本发明创造的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明创造的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种带锁的新型花毂，其特征在于：包括中轴(1)、花毂壳(2)、盖体(8)、供电装置和锁止装置，其中：
中轴(1)，其中部的轴表面设有花键；
花毂壳(2)，其内部设有开口朝向一侧的容腔,该容腔的腔底部设有中轴穿孔，中轴(1)由该中轴穿孔伸出；
盖体(8)，其锁合在花毂壳(2)的容腔开口端处，其中心处设中轴穿孔，中轴(1)由盖体(8)的中轴穿孔伸出；
供电装置，其设置在容腔内，包括蓄电池(14)，该蓄电池(14)向锁止装置提供电源；
锁止装置，其设置在容腔内，包括：
固定件(6)，该固定件(6)为磁性金属件，其中心处设有穿孔，中轴(1)穿过该穿孔，该固定件(6)固装在中轴(1)上；
螺线管(4)，中轴(1)穿过螺线管(4)中心，该螺线管(4)和蓄电池连接；并通过改变螺线管(4)通电电流方向改变螺线管(4)磁场方向；
锁止元件(5)，所述锁止元件(5)带有磁性，其设置在螺线管(4)和固定件(6)间，所述锁止元件(5)和花毂壳(2)间对应的设有锁止结构，所述锁止元件(5)两个磁极连线方向和中轴(1)同向设置，其中心处设有花键孔，中轴(1)穿过该花键孔后和锁止元件(5)花键连接，且该锁止元件(5)沿中轴(1)轴向可往返移动，其移动方向通过控制螺线管(4)磁场方向完成，所述锁止元件(5)移向螺线管(4)时，锁止元件(5)通过锁止结构将花毂壳(2)锁止在中轴(1)上；锁止元件(5)移开螺线管(4)时，锁止元件(5)吸附在固定件(6)上，花毂壳(2)绕中轴(1)自由转动；
所述螺线管(4)设置在固定件(6)和花毂壳(2)的容腔腔底间，且该螺线管(4)临近容腔腔底设置，锁止元件(5)设置在螺线管(4)内；
所述锁止结构包括花毂壳(2)和锁止元件(5)正对侧对应设置的齿(18)，通过设置在花毂壳(2)上的齿和设置在锁止元件(5)上的齿咬合实现对花毂壳(2)锁止功能；
所述容腔内还设有向蓄电池(14)提供电能的发电装置，该发电装置包括定子单元和转子单元，其中：
定子单元包括磁铁套环，其固装在固定件(6)上，中轴(1)穿过其中心，该磁铁套环包括环状铁芯(11)及该环状铁芯(11)外侧面数个N、S极交错排列的永久磁铁(10)；
转子单元包括：
发电线圈(9)；
第一爪极套(12)，其中心设置供定子单元穿过的穿孔，其周缘环设有数个爪极(17)；
第二爪极套(7)，其中心设有供定子单元穿过的穿孔，其周缘环设有数个爪极(17)，第二爪极套(7)的数个爪极和第一爪极套(12)的数个爪极错位排列、套合，同时将发电线圈(9)套合在内部，且发电线圈(9)、第一爪极套(12)、第二爪极套(7)和花毂壳(2)固定连接组合为一体；
所述花毂壳(2)的齿(18)设有多个，且多个所述齿(18)以花毂壳(2)中轴线为中心环状布置，锁止元件(5)上的齿(18)和花毂壳(2)上的齿对应设置；
所述花毂壳(2)在设置齿(18)处还设有连接件(19)，该连接件(19)为磁性金属件，当花毂壳(2)的齿和锁止元件(5)的齿咬合时，所述锁止元件(5)通过该连接件(19)吸附在花毂壳(2)上；
所述锁止元件(5)包括环状支撑座及该支撑座外侧面环设的多个磁铁，锁止结构设置在环状支撑座和花毂壳(2)间。
2.根据权利要求1所述的一种带锁的新型花毂，其特征在于：所述环状铁芯(11)位于螺线管(4)外侧。
3.根据权利要求1所述的一种带锁的新型花毂，其特征在于：所述螺线管(4)数量为两个，该两个螺线管(4)并列设置，且两个所述螺线管(4)间留有一定间隙。
4.根据权利要求1所述的一种带锁的新型花毂，其特征在于：所述蓄电池(14)安装在支架(13)上，该支架(13)固装在转子单元上。
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