CN106985960B - 一种双前轮直驱棘爪移动换挡变速装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种双前轮直驱棘爪移动换挡变速装置，包括：左前轮变速机构、右前轮变速机构及中间连接件，所述左前轮变速机构包括中心传动轴、车轮轴、踩踏件、换挡机构及设置于车轮轴与踩踏件之间的至少一套行星变速器，每套行星变速器包括：中心轮、行星架、行星轮及齿圈，所述踩踏件沿中心传动轴作轴向移动，所述换挡机构包括棘轮、安装于踩踏件上的至少一个棘爪件架及安装于棘爪件架上的换挡棘爪件，所述棘爪件架上设有用于控制换挡棘爪件初始位置的弹性件，所述棘轮设置于中心传动轴和/或中心轮和/或行星架和/或齿圈上，所述右前轮变速机构的结构与左前轮变速机构的结构相同，从而大大提高了换挡稳定性。

Description

一种双前轮直驱棘爪移动换挡变速装置

【技术领域】

本发明涉及自行车技术领域，具体涉及一种双前轮直驱棘爪移动换挡变速装置。

【背景技术】

随着旅游业的发展，双前轮自行车应用也越来越广泛，现有技术中的双前轮自行车变速换挡一般都是通过用脚移动踩踏件来实现的，具体结构是在踩踏件上设置换挡内花键，然后在行星变速器的各主要部件上分别设置与换挡内花键相配合的换挡外花键，通过用脚移动踩踏件，使得踩踏件上的换挡内花键分别与行星变速器各主要部件上的换挡外花键相配合来实现换挡，该种花键式啮合的换挡方式存在以下缺陷：1、由于结构的限制，为了使得踩踏件能够左右移动换挡，踩踏件的中间位置需要留有空隙，因此整个结构也就不够紧凑；2、该种换挡方式使得传动系统内需要设置超越离合器；3、花键对接难度相对较高，因此不论换挡操控性还是换挡稳定性均是较差的。

因此，有必要提供一种解决上述技术问题的双前轮直驱棘爪移动换挡变速装置。

【发明内容】

为解决上述问题，本发明的目的在于提供一种结构紧凑、换挡稳定性好的双前轮直驱棘爪移动换挡变速装置。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：一种双前轮直驱棘爪移动换挡变速装置，包括：左前轮变速机构、右前轮变速机构及用于连接左前轮变速机构与右前轮变速机构的中间连接件，所述中间连接件安装于车架上并可相对于车架作旋转运动，所述左前轮变速机构包括中心传动轴、车轮轴、踩踏件、换挡机构及设置于车轮轴与踩踏件之间的至少一套行星变速器，所述车轮轴套设于中心传动轴上并与车架相固定，每套行星变速器包括：中心轮、行星架、行星轮及齿圈，所述踩踏件沿中心传动轴作轴向移动，所述换挡机构包括棘轮、安装于踩踏件上的至少一个棘爪件架及安装于棘爪件架上的换挡棘爪件，所述棘爪件架上设有用于控制换挡棘爪件初始位置的弹性件，所述棘轮设置于中心传动轴和/或中心轮和/或行星架和/或齿圈上，所述右前轮变速机构的结构与左前轮变速机构的结构相同。

优选地，本发明中的一种双前轮直驱棘爪移动换挡变速装置进一步设置为：所述踩踏件包括踩踏部、自踩踏部一端弯折延伸的第一踩踏支架及自踩踏部另一端弯折延伸的第二踩踏支架。

优选地，本发明中的一种双前轮直驱棘爪移动换挡变速装置进一步设置为：所述棘爪件架的数量为两个，两个棘爪件架分别固定于第一踩踏支架上，所述第一踩踏支架在位于两个棘爪件架之间的位置处设有导向孔，所述中心传动轴收容于该导向孔内。

优选地，本发明中的一种双前轮直驱棘爪移动换挡变速装置进一步设置为：所述踩踏件的第二踩踏支架的自由末端与中间连接件之间通过花键连接。

优选地，本发明中的一种双前轮直驱棘爪移动换挡变速装置进一步设置为：所述行星变速器的数量为两套，包括：第一行星变速器及第二行星变速器，所述第一行星变速器包括：第一中心轮、第一行星架、第一齿圈及第一行星轮，所述第二行星变速器包括：第二中心轮、第二行星架、第二齿圈及第二行星轮，所述第一中心轮设置于中心传动轴上，所述第二中心轮设置于车轮轴上，所述第二行星架与第一行星架相固定，所述第一齿圈与第二中心轮固定连接或一体成型，所述第一中心轮设有与换挡棘爪件相配合的第一棘轮，所述第一行星架或第二行星架上设有与换挡棘爪件相配合的第二棘轮，所述第二齿圈设有与换挡棘爪件相配合的第三棘轮。

优选地，本发明中的一种双前轮直驱棘爪移动换挡变速装置进一步设置为：所述行星变速器的数量为两套，包括：第一行星变速器及第二行星变速器，所述第一行星变速器包括：第一中心轮、第一行星架、第一齿圈及第一行星轮，所述第二行星变速器包括：第二中心轮、第二行星架、第二齿圈及第二行星轮，所述第一中心轮及第二中心轮均设置于车轮轴上，所述第一行星架与第二行星架并排设置，所述第一行星架与第二齿圈固定连接或一体成型，所述第一齿圈与中心传动轴一体成型或固定连接，所述第一齿圈设有与换挡棘爪件相配合的第一棘轮，所述第二齿圈设有与换挡棘爪件相配合的第二棘轮，所述第二行星架设有与换挡棘爪件相配合的第三棘轮。

优选地，本发明中的一种双前轮直驱棘爪移动换挡变速装置进一步设置为：所述行星变速器的数量为一套，包括：中心轮、行星架、行星轮及齿圈，所述中心轮设置于中心传动轴上，所述齿圈与车轮轴一体成型或固定连接，所述行星架设有与换挡棘爪件相配合的第一棘轮，所述中心传动轴设有与换挡棘爪件相配合的第二棘轮。

优选地，本发明中的一种双前轮直驱棘爪移动换挡变速装置进一步设置为：所述弹性件为弹簧、扭簧或弹片。

优选地，本发明中的一种双前轮直驱棘爪移动换挡变速装置进一步设置为：所述棘爪件上设有与棘轮相配合的棘爪部，所述棘爪部上设有啮合导向面。

优选地，本发明中的一种双前轮直驱棘爪移动换挡变速装置进一步设置为：所述双前轮直驱棘爪移动换挡变速装置为对称结构

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：本发明中的双前轮直驱棘爪移动换挡变速装置将传统的花键式换挡机构改成棘爪式换挡机构，采用棘爪式换挡机构后不仅结构紧凑，换挡操控方便而且换挡稳定性也大大提升，另外本发明中的棘爪式换挡机构还可以作为超越离合器使用，而无需在传动系统内再使用超越离合器，因此大大简化了结构。

【附图说明】

图1是本发明实施例1中双前轮直驱棘爪移动换挡变速装置的结构示意图。

图2是本发明实施例1中左前轮变速机构的结构示意图。

图3是本发明实施例1中左前轮变速机构的分解结构示意图。

图4是本发明实施例2中左前轮变速机构的结构示意图。

图5是本发明实施例2中左前轮变速机构的分解结构示意图。

图6是本发明实施例3中左前轮变速机构的结构示意图。

图7是本发明实施例3中左前轮变速机构的分解结构示意图。

图中：1、左前轮变速机构，10、中心传动轴，11、车轮轴，12、踩踏件，120、踩踏部，121、第一踩踏支架，122、第二踩踏支架，123、棘爪件架，124、换挡棘爪件，125、导向孔，13、换挡机构，14、第一行星变速器，140、第一中心轮，141、第一行星架，142、第一齿圈，143、第一行星轮，15、第二行星变速器，150、第二中心轮，151、第二行星架，152、第二齿圈，153、第二行星轮，160、中心轮，161、行星架，162、行星轮，163、齿圈，2、右前轮变速机构，3、中间连接件，4、第一棘轮，5、第二棘轮，6、第三棘轮。

【具体实施方式】

下面通过具体实施例对本发明所述的一种直线踩踏两轮自行车作进一步的详细描述。

实施例1

参图1至图3所示，一种双前轮直驱棘爪移动换挡变速装置，包括：左前轮变速机构1、右前轮变速机构2及用于连接左前轮变速机构1与右前轮变速机构2的中间连接件3，所述中间连接件3安装于车架上并可相对于车架作旋转运动，所述左前轮变速机构1包括：中心传动轴10、车轮轴11、踩踏件12、换挡机构13及设置于车轮轴11与踩踏件12之间的两套行星变速器(第一行星变速器14及第二行星变速器15)，所述车轮轴11套设于中心传动轴10上并与车架相固定，所述右前轮变速机构2的结构与左前轮变速机构1的结构相同。

所述踩踏件12包括踩踏部120、自踩踏部120一端弯折延伸的第一踩踏支架121及自踩踏部120另一端弯折延伸的第二踩踏支架122，所述第一踩踏支架121上安装有两个棘爪件架123，所述棘爪件架123上安装有换挡棘爪件124及用于控制换挡棘爪件124初始位置的弹簧，所述第一踩踏支架121在位于两个棘爪件架123之间的位置处设有导向孔125，所述中心传动轴10收容于该导向孔125内，当移动踩踏件12换挡时，该导向孔125可起到导向作用。所述第二踩踏支架122的自由末端与中间连接件3之间通过花键连接。

所述第一行星变速器14包括：第一中心轮140、第一行星架141、第一齿圈142及第一行星轮143，所述第二行星变速器15包括：第二中心轮150、第二行星架151、第二齿圈152及第二行星轮153，所述第一中心轮140设置于中心传动轴10上并与中心传动轴10一体成型，所述第二中心轮150设置于车轮轴11上并与车轮轴11一体成型，所述第二行星架151套设于第一行星架141的外侧并与第一行星架141相固定，所述第一齿圈142与第二中心轮150一体成型，所述第一中心轮140安装有与换挡棘爪件124相配合的第一棘轮4，所述第一棘轮4与第一中心轮140固定连接，所述第二行星架151设有与换挡棘爪件124相配合的第二棘轮5，所述第二棘轮5与第二行星架151一体成型，所述第二齿圈152设有与换挡棘爪件124相配合的第三棘轮6，所述第三棘轮6与第二齿圈152一体成型，所述第一棘轮4、第二棘轮5、第三棘轮6、棘爪件架123及换挡棘爪件124共同构成换挡机构13，同时也可作为超越离合器使用。

本实施例中双前轮直驱棘爪移动换挡变速装置的工作原理为：本发明中的左前轮变速机构1共实现三挡变速，低速挡时，换挡棘爪件124与第一棘轮4相啮合，踩踏件12转动，带动换挡棘爪件124旋转，由于换挡棘爪件124与第一棘轮4相啮合，因此带动第一棘轮4转动，由于第一棘轮4与第一中心轮140一体成型，而第一中心轮140又与中心传动轴10一体成型，因此中心传动轴10同步转动，中心传动轴10带动车轮运转；中速挡时，用脚移动踩踏件12，使得踩踏件12上的换挡棘爪件124与第一棘轮4脱离啮合，使得踩踏件12上的换挡棘爪件124与第三棘轮6相啮合，踩踏件12转动带动换挡棘爪件124转动，由于换挡棘爪件124与第三棘轮6相啮合，而第三棘轮6又与第二齿圈152一体成型，因此带动第二齿圈152转动，第二齿圈152通过第二行星轮153的传动，将动力传递给第二行星架151，由于第二行星架151与第一行星架141固定连接，因此动力传递给第一行星架141，第一行星架141又通过第一行星轮143的传动将动力传递给第一中心轮140，由于第一中心轮140与中心传动轴10一体成型，因此动力最终传递给中心传动轴10并由中心传动轴10进行动力输出，高速挡时，用脚移动踩踏件12，使得踩踏件12上的换挡棘爪件124与第三棘轮6相脱离啮合，使得踩踏件12上的换挡棘爪件124与第二棘轮5相啮合，由于第二棘轮5与第二行星架151一体成型，因此踩踏件12的转动带动第二行星架151转动，由于第二行星架151与第一行星架141固定连接，因此带动第一行星架141转动，第一行星架141通过第一行星轮143的传动将动力传动给第一中心轮140，由于第一中心轮140与中心传动轴10一体成型，因此动力最终传递给中心传动轴10并由中心传动轴10进行动力输出，本实施例中右前轮变速机构2的工作原理与左前轮变速机构1的工作原理相同。

实施例2

参图4及图5所示，本实施例中的双前轮直驱棘爪移动换挡变速装置其余结构均与实施例1相同，不同之处在于行星变速器的结构不同以及棘轮设置于行星变速器上的位置不同，本实施例中左前轮变速机构1的行星变速器的数量为两套，包括：第一行星变速器14及第二行星变速器15，所述第一行星变速器14包括：第一中心轮140、第一行星架141、第一齿圈142及第一行星轮143，所述第二行星变速器15包括：第二中心轮150、第二行星架151、第二齿圈152及第二行星轮153，所述第一中心轮140及第二中心轮150均设置于车轮轴11上，所述第一行星架141与第二行星架151并排设置，所述第一行星架141与第二齿圈152固定连接或一体成型，所述第一齿圈142与中心传动轴10固定连接，所述第一齿圈142设有与换挡棘爪件124相配合的第一棘轮4，所述第一棘轮4与第一齿圈142一体成型，所述第二齿圈152设有与换挡棘爪件124相配合的第二棘轮5，所述第二棘轮5与第二齿圈152一体成型，所述第二行星架151设有与换挡棘爪件124相配合的第三棘轮6，所述第三棘轮6与第二行星架151一体成型。本实施例中右前轮变速机构的结构与左前轮变速机构1的结构相同。

本实施例中左前轮变速机构1的工作原理为：本发明中的左前轮变速机构1共实现三挡变速，低速挡时，换挡棘爪件124与第一棘轮4相啮合，踩踏件12转动，带动换挡棘爪件124旋转，由于换挡棘爪件124与第一棘轮4相啮合，因此带动第一棘轮4转动，由于第一棘轮4设置于第一齿圈142的外圆周面上，因此带动第一齿圈142转动，由于第一齿圈142与中心传动轴10固定连接，因此动力最终传递给中心传动轴10并由中心传动轴10进行动力输出，中速挡时，用脚移动踩踏件12，使得踩踏件12上的换挡棘爪件124与第一棘轮4脱离啮合，使得踩踏件12上的换挡棘爪件124与第二棘轮5相啮合，踩踏部120转动带动换挡棘爪件124转动，由于换挡棘爪件124与第二棘轮5相啮合，而第二棘轮5又设置于第二齿圈152的外圆周面上，因此带动第二齿圈152转动，由于第二齿圈152与第一行星架141一体成型，因此动力传递给第一行星架141，第一行星架141通过第一行星轮143的传动，将动力传递给第一齿圈142，由于第一齿圈142与中心传动轴10固定连接，因此动力最终传递给中心传动轴10并由中心传动轴10进行动力输出；高速挡时，用脚移动踩踏件12，使得踩踏件12上的换挡棘爪件124与第二棘轮5相脱离啮合，使得踩踏件12上的换挡棘爪件124与第三棘轮6相啮合，由于第三棘轮6设置于第二行星架151的外圆周面上，因此第二行星架151同步运转，通过第二行星轮153的传动，第二行星架151将动力传递给第二齿圈152，由于第二齿圈152与第一行星架141一体成型，因此第一行星架141同步转动，通过第一行星轮143的传动，第一行星架141将动力传递给第一齿圈142，由于第一齿圈142与中心传动轴10固定连接，因此动力最终传递给中心传动轴10并由中心传动轴10进行动力输出。本实施例中右前轮变速机构2的工作原理与左前轮变速机构1的工作原理相同。

实施例3

参图6及图7所示，本实施例中的双前轮直驱棘爪移动换挡变速装置其余结构均与实施例1相同，不同之处在于行星变速器的套数不同以及棘轮设置于行星变速器上的位置不同，本实施例中左前轮变速机构1中行星变速器的数量为1套，包括：中心轮160、行星架161、行星轮162及齿圈163，所述中心轮160设置于中心传动轴10上，所述齿圈163与车轮轴11一体成型或固定连接，所述行星架161设有与换挡棘爪件124相配合的第一棘轮4，所述中心传动轴10设有与换挡棘爪件124相配合的第二棘轮5。本实施例中右前轮变速机构的结构与左前轮变速机构1的结构相同。

本实施例中的双前轮直驱棘爪移动换挡变速装置中左前轮变速机构1的工作原理为：本实施例中的左前轮变速机构1共实现两挡变速，低速挡时，换挡棘爪件124与第二棘轮5相啮合，踩踏件12转动，带动换挡棘爪件124旋转，由于换挡棘爪件124与第二棘轮5相啮合，因此带动第二棘轮5转动，由于第二棘轮5与中心传动轴10固定连接，因此中心传动轴10同步转动并进行动力输出，高速挡时，用脚移动踩踏件12，使得踩踏件12上的换挡棘爪件124与第二棘轮5相脱离啮合，使得踩踏件12上的换挡棘爪件124与第一棘轮4相啮合，由于第一棘轮4设置于行星架的外圆周上，行星架同步转动，通过行星轮的传动，行星架将动力传递给中心轮，由于中心轮设置于中心传动轴10上，因此中心传动轴10同步转动并进行动力输出。本实施例中右前轮变速机构2的工作原理与左前轮变速机构1的工作原理相同。

综上所述，本发明中的双前轮直驱棘爪移动换挡变速装置将传统的花键式换挡机构改成棘爪式换挡机构，采用棘爪式换挡机构后不仅结构紧凑，换挡操控方便而且换挡稳定性也大大提升，另外本发明中的棘爪式换挡机构还可以作为超越离合器使用，而无需在行星变速器内再设置超越离合器，因此大大简化了结构。

上述的实施例仅例示性说明本发明创造的原理及其功效，以及部分运用的实施例，而非用于限制本发明；应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种双前轮直驱棘爪移动换挡变速装置，其特征在于，包括：左前轮变速机构、右前轮变速机构及用于连接左前轮变速机构与右前轮变速机构的中间连接件，所述中间连接件安装于车架上并可相对于车架作旋转运动，所述左前轮变速机构包括中心传动轴、车轮轴、踩踏件、换挡机构及设置于车轮轴与踩踏件之间的至少一套行星变速器，所述车轮轴套设于中心传动轴上并与车架相固定，每套行星变速器包括：中心轮、行星架、行星轮及齿圈，所述踩踏件沿中心传动轴作轴向移动，所述换挡机构包括棘轮、安装于踩踏件上的至少一个棘爪件架及安装于棘爪件架上的换挡棘爪件，所述棘爪件架上设有用于控制换挡棘爪件初始位置的弹性件，所述棘轮设置于中心传动轴和/或中心轮和/或行星架和/或齿圈上，所述右前轮变速机构的结构与左前轮变速机构的结构相同，所述踩踏件轴向移动带动棘爪件架及换挡棘爪件轴向移动从而使换挡棘爪件与不同的棘轮相啮合。

2.如权利要求1所述的一种双前轮直驱棘爪移动换挡变速装置，其特征在于：所述踩踏件包括踩踏部、自踩踏部一端弯折延伸的第一踩踏支架及自踩踏部另一端弯折延伸的第二踩踏支架。

3.如权利要求2所述的一种双前轮直驱棘爪移动换挡变速装置，其特征在于：所述棘爪件架的数量为两个，两个棘爪件架分别固定于第一踩踏支架上，所述第一踩踏支架在位于两个棘爪件架之间的位置处设有导向孔，所述中心传动轴收容于该导向孔内。

4.如权利要求2所述的一种双前轮直驱棘爪移动换挡变速装置，其特征在于：所述踩踏件的第二踩踏支架的自由末端与中间连接件之间通过花键连接。

5.如权利要求1所述的一种双前轮直驱棘爪移动换挡变速装置，其特征在于：所述行星变速器的数量为两套，包括：第一行星变速器及第二行星变速器，所述第一行星变速器包括：第一中心轮、第一行星架、第一齿圈及第一行星轮，所述第二行星变速器包括：第二中心轮、第二行星架、第二齿圈及第二行星轮，所述第一中心轮设置于中心传动轴上，所述第二中心轮设置于车轮轴上，所述第二行星架与第一行星架相固定，所述第一齿圈与第二中心轮固定连接或一体成型，所述第一中心轮设有与换挡棘爪件相配合的第一棘轮，所述第一行星架或第二行星架上设有与换挡棘爪件相配合的第二棘轮，所述第二齿圈设有与换挡棘爪件相配合的第三棘轮。

6.如权利要求1所述的一种双前轮直驱棘爪移动换挡变速装置，其特征在于：所述行星变速器的数量为两套，包括：第一行星变速器及第二行星变速器，所述第一行星变速器包括：第一中心轮、第一行星架、第一齿圈及第一行星轮，所述第二行星变速器包括：第二中心轮、第二行星架、第二齿圈及第二行星轮，所述第一中心轮及第二中心轮均设置于车轮轴上，所述第一行星架与第二行星架并排设置，所述第一行星架与第二齿圈固定连接或一体成型，所述第一齿圈与中心传动轴一体成型或固定连接，所述第一齿圈设有与换挡棘爪件相配合的第一棘轮，所述第二齿圈设有与换挡棘爪件相配合的第二棘轮，所述第二行星架设有与换挡棘爪件相配合的第三棘轮。

7.如权利要求1所述的一种双前轮直驱棘爪移动换挡变速装置，其特征在于：所述行星变速器的数量为一套，包括：中心轮、行星架、行星轮及齿圈，所述中心轮设置于中心传动轴上，所述齿圈与车轮轴一体成型或固定连接，所述行星架设有与换挡棘爪件相配合的第一棘轮，所述中心传动轴设有与换挡棘爪件相配合的第二棘轮。

8.如权利要求1所述的一种双前轮直驱棘爪移动换挡变速装置，其特征在于：所述弹性件为扭簧或弹片。

9.如权利要求1所述的一种双前轮直驱棘爪移动换挡变速装置，其特征在于：所述棘爪件上设有与棘轮相配合的棘爪部，所述棘爪部上设有啮合导向面。

10.如权利要求1所述的一种双前轮直驱棘爪移动换挡变速装置，其特征在于：所述双前轮直驱棘爪移动换挡变速装置为对称结构。

Images