CN107264703A - 用于动力骑行车辆的调速转把组件 - Google Patents
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Abstract
公开了一种动力骑行车辆及其调速转把组件。所述调速转把组件包括：转把，其具有握把以及连接在握把上的导杆；滑套，其套装于导杆上，并且设置成能够沿导杆滑动、但不能随转把转动；以及弹性元件，其将滑套朝向转把轴向推压。握把和滑套形成有彼此配合的凸台和凹槽，凸台和凹槽限定出彼此面对的斜面；在转把未被转动的状态下，凸台嵌在凹槽中；在转把被转动的初始阶段中，凸台和凹槽的斜面彼此相对滑动，以使得滑套抵抗着弹性元件推力而沿着背离转把的方向轴向滑动，并且转把的转动阻力随转动角度的增加而逐渐增大。在调速操作时可提供转动阻力的反馈触感。
Description
技术领域
本申请涉及一种用于动力骑行车辆的调速转把组件。
背景技术
目前的各种动力骑行车辆，包括电动自行车、摩托车等，通常采用转把作为车辆加速控制器件。通过转动转把，可以向车辆动力源如电机或发动机传递加速信号，以增大动力源输出动力，从而实现车辆加速。
同脚踏车相比，动力骑行车辆可以提供更高的车速。然而，高车速也往往意味着安全系数低。尤其是有些转把较松而容易转动，转动太快导致骑行者难以控制转动力和转动角度，骑行车辆可能加速太猛而超出希望的车速。在某些条件复杂的路面上，例如自行车、行人很多的场合，骑行车辆起步时骑行者操控转把不当会突然加速，容易造成事故。
发明内容
本申请旨在提高动力骑行车辆的调速转把组件的操控性。
为此，根据本申请，提供了一种用于动力骑行车辆的调速转把组件，包括：转把，其限定出中心轴线，并且具有适于被骑行者转动以便提供变速信号的握把以及连接在握把上的且与握把同轴的导杆；滑套，其套装于导杆上，并且设置成能够沿导杆滑动、但不能随转把转动；以及弹性元件，其将滑套朝向转把轴向推压；其中，握把和滑套形成有彼此配合的凸台和凹槽，所述凸台和凹槽限定出彼此面对的斜面；在转把未被转动的状态下，所述凸台嵌在所述凹槽中；在转把被转动的初始阶段中，所述凸台和凹槽的斜面彼此相对滑动，以使得滑套抵抗着弹性元件推力而沿着背离转把的方向轴向滑动，并且转把的转动阻力随转动角度的增加而逐渐增大。
根据一种可行实施方式，在转把被转动的初始阶段中，转把的转动阻力随转动角度的增加而线性或非线性地增大。
根据一种可行实施方式，所述凸台包括两级或更多级凸台，所述凹槽包括对应的两级或更多级凹槽，使得转把被转动的初始阶段包括两个或更多个转角区间，各转角区间中的转动阻力增长特性彼此不同。
根据一种可行实施方式，所述凸台和凹槽分别形成在转把和滑套的彼此相对的端面上，在转把未被转动的状态下，转把的端面和滑套的端面彼此贴合或相邻。
根据一种可行实施方式，所述凸台包括顶面和位于顶面与所述凸台所在端面之间的凸台斜面，所述凹槽包括底面和位于底面与所述凹槽所在端面之间的凹槽斜面。
根据一种可行实施方式，所述凸台和凹槽分别沿一段圆弧延伸，所述凸台的周向两端分别设有所述凸台斜面，所述凹槽的周向两端分别设有所述凹槽斜面。
根据一种可行实施方式，所述凸台包括沿圆周方向均布的多个形状相同的凸台，所述凹槽包括沿圆周方向均布的多个形状相同的对应凹槽。
根据一种可行实施方式，所述转把适于绕转把中心轴线双向转动，以分别提供车辆加速和减速信号。
根据一种可行实施方式，所述凸台斜面和所述凹槽斜面为平面或曲面。
根据一种可行实施方式，所述顶面和底面为垂直于转把中心轴线的大致平面。
根据一种可行实施方式，所述凸台斜面和所述凹槽斜面与垂直于转把中心轴线的任何平面的交线都穿过转把中心轴线。
根据一种可行实施方式，所述弹性元件为套设于所述导杆上的压缩弹簧。
根据一种可行实施方式，所述转把形成有台肩，所述导杆连接于所述台肩，并且所述凸台或凹槽形成在所述台肩的端面上。
本申请还提供了一种动力骑行车辆，其包括前面描述的调速转把组件，其中，通过所述转把被骑行者转动而控制车辆加速和/或减速。
根据本申请，通过改进动力骑行车辆的调速转把组件，使得骑行者在转动转把而进行车辆变速时能够得到转动阻力的反馈触感，从而更好地执行加速操作。
附图说明
本申请的前述和其它方面将通过下面参照附图所做的详细介绍而被更完整地理解，其中：
图1是根据本申请的一种可行实施方式的用于动力骑行车辆的调速转把组件的示意图；
图2、3分别是所述调速转把组件中的转把的正视图和俯视图；
图4是沿着图2中的剖线A-A所作的转把的放大剖视图；
图5-7分别是所述调速转把组件中的滑套的正视图、右视图和俯视图；
图8是滑套的一种轴向滑动导向结构的示意图；
图9是所述调速转把组件的操作状态的示意图；
图10是所述调速转把组件操作时的扭矩与转动角度之间关系的曲线图；
图11是根据本申请的另一种可行实施方式的用于动力骑行车辆的调速转把组件的示意图；
图12是图11中的调速转把组件操作时的扭矩与转动角度之间关系的曲线图；
图13是根据本申请的另一种可行实施方式的用于动力骑行车辆的调速转把组件的局部放大示意图；
图14是根据本申请的又一种可行实施方式的用于动力骑行车辆的调速转把组件的示意图。
具体实施方式
本申请涉及一种用于动力骑行车辆的调速转把组件。这里所说的动力骑行车辆，是指带有电机、发动机等动力源的骑行车辆。骑行车辆具有手把总成，用于提供车辆转向、调速、制动等功能，其中，车辆调速(加速、减速)由调速转把组件实现。
图1中示出了根据本申请的一种可行实施方式的调速转把组件，其主要包括三个元件：转把1、滑套2、压缩弹簧3。转把1限定出中心轴线，并且可被骑行者绕中心轴线转动。滑套2套装于转把1上，并且在转把1转动被转动时相对于转把1可抵抗着弹簧3的推力而轴向移动、但不能随转把1一起转动。
如图2-4所示，转把1包括：供骑行者握持并操控的握把11，握把11的第一端形成有台肩12；沿着背对握把11的方向与握把11同轴地从台肩12伸出的导杆13；设置在导杆13的第一端部(远离台肩12的那个端部)的止挡14。
台肩12的径向尺寸大于握把11和导杆13的直径，从而相对于握把11和导杆13径向突出。台肩12的背对握把11的轴向一侧限定出大致平坦的端面15，该端面15围绕着导杆13的第二端部(与台肩12相接的那个端部)，且大致垂直于转把中心轴线。
在端面15上形成有至少一个沿周向延伸的圆弧状凸台，该凸台限定出大致平坦的顶面16和在凸台的周向两端位于顶面16与端面15之间的一对过渡斜面17。
凸台可以如图所示位于台肩12的外周处，但也可以设置在台肩12的外周与导杆13之间的任何适宜径向位置处。凸台两端的斜面17可以是平坦的，也可以是曲面的。这两个斜面17可以彼此斜度相等，也可以不同。斜面17与顶面16和端面15之间可以形成圆角。
如图1所示，滑套2套装于转把1的导杆13上，与台肩12抵接，并且压缩弹簧3围绕着导杆13装于转把1的止挡14与滑套之间，以将台肩12朝向台肩12轴向推压。
为了在转把1上安装滑套2和弹簧3，可以将导杆13设计成与台肩12和/或止挡14以可拆卸的方式连接。
如图5-7所示，滑套2为大致圆环盘状，具有轴向第一侧端面，适于被弹簧13推压，和轴向第二侧端面21，适于推抵于台肩12的端面15。端面21是大致平坦的，且大致垂直于转把中心轴线。在端面21上，在与台肩12上的凸台对应的位置，形成有数量相同、形状匹配的圆弧状凹槽。该凹槽包括从端面21轴向凹入的大致平坦的底面22和在凹槽的周向两端位于底面22与端面21之间的一对过渡斜面23。斜面23可以是平坦的，也可以是曲面的。斜面23与底面22和端面21之间可以形成圆角。在图1所示装配状态下，滑套2的端面21被推抵贴合在台肩12的端面15上(或略带间隙地彼此相邻)，台肩12上的凸台嵌入滑套2的凹槽中，台肩12的凸台的顶面16和斜面17分别面对着滑套2的凹槽的底面22和斜面23(接触，或略带间隙)。
此外，滑套2形成有轴向贯通的中心孔24，该中心孔24的尺寸设置成适合于被导杆13、尤其是导杆13的靠近台肩2的一段以间隙配合的方式穿过，从而滑套2可在导杆13上轴向滑动。
滑套2需要设计成能够在导杆13上滑动、但不能随握把11转动。为此，可为滑套设置转动限制结构。例如，在图8所示的例子中，滑套2的外周形成有轴向导向的键25，其插入外围部件4中形成的轴向键槽中。该外围部件4可以是用于安装调速转把组件的部分。其它实现滑套轴向滑动、但不能随握把11转动的结构也可以构想出来。
图中显示的例子包含一对径向相对的凸台(和相应的凹槽)，但凸台(和相应的凹槽)的数量可以根据需要而确定。最少一个凸台(和一个相应的凹槽)是可行的，但图中所示的两个成镜像的凸台(和相应的凹槽)，或是沿周向均布的更多个凸台(和相应的凹槽)，对于滑套2的受力平衡来说是有利的。
下面描述上述调速转把组件的操作。在初始非操作状态下，滑套2被弹簧3轴向推压于转把1的台肩12上，台肩12上的凸台嵌在滑套2的凹槽中。当骑行者希望给车辆加速时，如图9所示，可以通过握把11沿一个转动方向转动转把1。当转把1转动时，台肩12上的凸台的一个斜面17将在滑套2的凹槽的对应斜面23上滑动，并且因此将滑套2沿着背离台肩12的轴向方向滑动，滑套2的轴向滑动将导致弹簧3被压缩，从而向滑套2施加逐渐加大的轴向推力，斜面17与斜面23之间的摩擦力也逐渐增大，骑行者需要在握把11上施加逐渐加大的操控扭矩来将转把1转动更大的角度。在斜面17滑过对应的斜面23后，台肩12上的凸台的顶面16到达与滑套2的端面21贴合的位置，之后，顶面16在端面21上滑动，骑行者施加在握把11上的操控扭矩基本上保持不变。
上述过程中骑行者施加在握把11上的操控扭矩T与转把1的转动角度θ之间关系大致如图10所示，其中，在转动角度θ为0到θ1之间，台肩12上的凸台的斜面17在滑套2的凹槽的对应斜面23上滑动，骑行者施加的扭矩T需要克服斜面17与斜面23之间的摩擦力以及抵抗着弹簧3推动滑套2所需的力，因此扭矩T大致线性增大。在经过了θ1之后，由于台肩12上的凸台的斜面17在滑套2的端面21上滑动，骑行者施加的扭矩T仅需克服斜面17与端面21之间的摩擦力，并且该摩擦力的方向从与扭矩T在凸台上产生的作用力的方向成角度变为同向相对，因此扭矩T会相对于其从0到θ1增大到的最大值下降到一定程度，之后扭矩T大致保持恒定。通过这种变扭矩转动转把1的方式，骑行者能够在调速转把组件的操作中、尤其是初始阶段得到反馈的变阻力触感，而不会转动过快，因此可以避免车辆加速过猛。
可以理解，可以将车辆控制器设计成在转把1沿一个转动方向转动时，实现车辆加速，沿相反的转动方向转动时，实现车辆减速。由于台肩12上的凸台具有轴向两端的斜面17，滑套2的凹槽具有轴向两端的对应斜面23，因此，转把1沿两个转动方向转动都可以获得前面描述的变操控扭矩功能，避免车辆加速和减速过猛。
还可以理解，前面描述的台肩12具有一级凸台、滑套2具有一级凹槽，但台肩12可以具有多级凸台、滑套2具有对应的多级凹槽。例如，在图11所示的例子中，台肩12具有二级凸台、滑套2具有对应的二级凹槽。每级台阶(凹槽)具有周向两端的斜面，第一级台阶(凹槽)的每个斜面与相邻的第一级台阶(凹槽)的斜面之间存在垂直于转把中心轴线的平坦过渡面。通过这样的凸台与凹槽的配合，可以实现图12所示的操控扭矩变化，其中，在转动角度θ为0到θ1之间，台肩12上的第一级凸台的斜面在滑套2的第一级凹槽的对应斜面上滑动，骑行者施加的操控扭矩T大致线性增大。在转动角度θ为θ1到θ2之间，骑行者施加的扭矩T相对于其从0到θ1增大到的最大值下降到一定程度并且之后大致保持恒定。在转动角度θ为θ2到θ3之间，台肩12上的第二级凸台的斜面在滑套2的第二级凹槽的对应斜面上滑动，骑行者施加的扭矩T大致线性增大，但θ2到θ3之间扭矩T的斜度与0到θ1之间扭矩T的斜度不同(也可以相同)。在经过了θ3之后，骑行者施加的扭矩T相对于其从θ2到θ3增大到的最大值下降到一定程度并且之后大致保持恒定。
作为图11中的例子的改型，可以使两级台阶(凹槽)的斜面直接衔接，而不在两级斜面之间提供垂直于转把中心轴线的平坦过渡面，这样，图12中的转动角度θ为θ1到θ2之间的恒定扭矩阶段就不存在了。
各种形式的两级或更多级台阶和凹槽的配合结构也可以设计出来。
此外，在将滑套2的凹槽的斜面构造成曲面的情况下，操控扭矩T在各转角区间的变化可以是呈曲线变化，而非直线变化的。
为了在调速转把组件的操作中确保每个转角时台肩12上的凸台的斜面17都与滑套2的凹槽的对应斜面23尽可能多地接触，可以将每个斜面17和斜面23设计成该斜面与垂直于转把中心轴线的任何平面的交线都穿过该中心轴线。
此外，为了避免台肩12上的凸台与滑套2的凹槽之间卡滞，可以将滑套2的凹槽两端的斜面23设计成平面的，而将台肩12上凸台两端的斜面17设计成外凸的曲面，如图13所示。
根据本申请的原理，可以对前面展示并描述的调速转把组件结构做出各种改造。例如，如图14所示，握把11取消了台肩12，而是以握把11直接面对滑套12。又如，可以将凸台形成在滑套2上，而与其配合的凹槽形成在台肩12或握把11上，也可以实现类似的变操控扭矩的功能。
根据本申请的总体构思，在转把1的初始转动的一或多个角度区间内，转把1上的转动阻力(也即所需的操控扭矩)随转动角度呈线性或非线性逐渐增大。由此，骑行者能够得到反馈的逐渐增大的转动阻力触感，由此可以避免误操作调速转把组件而导致车辆加速或减速过猛，从而能够更精确、更可靠地实施车辆调速(加速或减速)。
因此，虽然这里参考具体的实施方式描述了本申请，但是本申请的范围并不局限于所示的细节。在不偏离本申请的基本原理的情况下，可针对这些细节做出各种修改。
Claims (13)
1.一种用于动力骑行车辆的调速转把组件，包括：
转把(1)，其限定出中心轴线，并且具有适于被骑行者转动以便提供变速信号的握把(11)以及连接在握把(11)上的且与握把(11)同轴的导杆(13)；
滑套(2)，其套装于导杆(13)上，并且设置成能够沿导杆(13)滑动、但不能随转把(1)转动；以及
弹性元件(3)，其将滑套(2)朝向转把(1)轴向推压；
其中，握把(1)和滑套(2)形成有彼此配合的凸台和凹槽，所述凸台和凹槽限定出彼此面对的斜面；
在转把(1)未被转动的状态下，所述凸台嵌在所述凹槽中；
在转把(1)被转动的初始阶段中，所述凸台和凹槽的斜面彼此相对滑动，以使得滑套(2)抵抗着弹性元件(3)推力而沿着背离转把(1)的方向轴向滑动，并且转把(1)的转动阻力随转动角度的增加而逐渐增大。
2.如权利要求1所述的调速转把组件，其中，在转把(1)被转动的初始阶段中，转把(1)的转动阻力随转动角度的增加而线性或非线性地增大。
3.如权利要求1或2所述的调速转把组件，其中，所述凸台包括两级或更多级凸台，所述凹槽包括对应的两级或更多级凹槽，使得转把(1)被转动的初始阶段包括两个或更多个转角区间，各转角区间中的转动阻力增长特性彼此不同。
4.如权利要求1至3中任一项所述的调速转把组件，其中，所述凸台和凹槽分别形成在转把(1)和滑套(2)的彼此相对的端面上，在转把(1)未被转动的状态下，转把(1)的端面和滑套(2)的端面彼此贴合或相邻。
5.如权利要求4所述的调速转把组件，其中，所述凸台包括顶面(16)和位于顶面与所述凸台所在端面之间的凸台斜面(17)，所述凹槽包括底面(22)和位于底面与所述凹槽所在端面之间的凹槽斜面(23)。
6.如权利要求5所述的调速转把组件，其中，所述凸台和凹槽分别沿一段圆弧延伸，所述凸台的周向两端分别设有所述凸台斜面(17)，所述凹槽的周向两端分别设有所述凹槽斜面(23)。
7.如权利要求6所述的调速转把组件，其中，所述凸台包括沿圆周方向均布的多个形状相同的凸台，所述凹槽包括沿圆周方向均布的多个形状相同的对应凹槽。
8.如权利要求6或7所述的调速转把组件，其中，所述转把(1)适于绕转把中心轴线双向转动，以分别提供车辆加速和减速信号。
9.如权利要求4至8中任一项所述的调速转把组件，其中，所述凸台斜面(17)和所述凹槽斜面(23)为平面或曲面；
所述顶面(16)和底面(22)为垂直于转把中心轴线的大致平面。
10.如权利要求4至8中任一项所述的调速转把组件，其中，所述凸台斜面(17)和所述凹槽斜面(23)与垂直于转把中心轴线的任何平面的交线都穿过转把中心轴线。
11.如权利要求1至10中任一项所述的调速转把组件，其中，所述弹性元件为套设于所述导杆(13)上的压缩弹簧(3)。
12.如权利要求1至11中任一项所述的调速转把组件，其中，所述转把(1)形成有台肩(12)，所述导杆(13)连接于所述台肩(12)，并且所述凸台或凹槽形成在所述台肩(12)的端面上。
13.一种动力骑行车辆，包括如权利要求1至12中任一项所述的调速转把组件，其中，通过所述转把(1)被骑行者转动而控制车辆加速和/或减速。
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