发明内容
为解决上述技术问题,本发明的第一个目的在于提供了一种轮毂制动锁,解决了车锁裸露在外而容易被人为破坏的问题的同时,简化了自行车的结构,缩减了制造成本;本发明的第二个目的在于提供一种轮毂制动系统,同样能够解决上述问题;本发明的第三个目的在于提供一种轮毂组件以及一种自行车,在避免车锁裸露在外的同时也避免了变速机构裸露在外而遭受破坏。
本发明提供的技术方案如下:
一种轮毂制动锁,安装在车轮轮毂中,包括制动动作机以及锁车制动机构,所述制动动作机构具有与锁车制动机构接触以使得所述轮毂的转动停止的状态,所述制动动作机构包括:固定托架,所述固定托架套接在所述轮毂的轮毂轴上,且可以绕所述轮毂轴旋转,且所述固定托架可以与所述锁车制动机构卡接;被制动部件,所述被制动部件与所述轮毂一体旋转,具有制动面;制动传动部件,所述制动传动部件与所述轮毂轴同轴设置,且与所述固定托架卡接,且具有可以与所述制动面接触的接触面。
优选的,所述被制动部件上设置有避空空间,所述被制动部件通过限位件与所述轮毂连接,所述限位件穿过所述避空空间,且所述被制动部件与所述避空空间之间存在间隙。
优选的,所述避空空间的数量至少为2个,呈周向均匀排列在所述被制动部件上。
优选的,所述避空空间的数量至少为2个,呈周向间隔排列在所述被制动部件上。
优选的,所述被制动部件为环状盘,所述环状盘上设置有包围所述避空空间的避空孔。
优选的,所述限位件是限位柱。
优选的,所述避空孔是呈沿周向方向弯曲延伸的椭圆孔。
优选的,所述被制动部件为环状盘,所述环状盘上设置有半包围所述避空空间的避空开口。
优选的,还包括限位环,所述限位环设置于所述被制动部件与所述制动部件之间,用于限定所述被制动部件在所述避空空间中的径向移动范围。
优选的,所述限位环上设置有与所述避空开口结合而包围所述避空空间的限位开口,所述限位开口可限定所述被制动部件在所述避空空间中的径向移动位置。
优选的,所述限位环采用弹性材料。
优选的,所述限位环固定设置在所述轮毂上。
优选的,还包括限位圈,所述限位圈设置于所述轮毂与所述被制动部件之间,用于限定所述被制动部件在所述避空空间中的径向移动范围。
优选的,所述限位圈采用弹性材料。
优选的,所述制动传动部件包括:制动鼓,所述制动鼓的外周面上设置有沿周向外径逐渐变大的凸轮部;多个辊,所述辊设置在所述凸轮部上;制动传动环,所述制动传动环将所述辊压制在所述制动传动环与所述制动鼓之间;所述辊可以通过所述制动鼓的转动而沿所述凸轮部滚动并同时沿径向方向移动。
优选的,所述制动传动部件还包括限定卡环,所述辊限定卡环设置在所述制动传动环与所述制动鼓之间,且相对所述轮毂轴不发生旋转,所述限定卡环上设置有用于限定所述辊的运动范围的开口卡孔。
优选的,所述辊在所述限定卡环上沿周向间隔设置。
优选的,所述辊在所述限定卡环上沿周向均匀设置。
优选的,所述锁车制动机构包括锁车动作部件与锁车卡接部件,所述锁车动作部件与所述锁车卡接部件连接,所述锁车卡接部件具有在周向方向上与所述固定托架接触的位置,以及在周向方向上与所述固定托架分离的位置。
优选的,所述锁车动作部件包括锁车动力构件与锁车传动构件,所述锁车传动构件与所述锁车卡接部件连接,所述锁车动力构件与所述锁车传动构件连接,所述锁车动力构件可驱动所述锁车传动构件带动所述锁车卡接部件绕所述轮毂轴旋转。
优选的,所述锁车动作部件还包括第一电气安装座,用于安装所述锁车动力构件,所述第一电气安装座上设置有第一电气过线孔。
优选的,所述锁车传动构件包括与锁车动力构件连接的主动齿轮盘,以及设置在所述主动齿轮盘上且与所述锁车卡接部件连接的偏心传动杆。
优选的,所述锁车传动构件还包括与所述主动齿轮盘啮合的从动齿轮盘,所述偏心传动杆设置在所述从动齿轮盘上,且与所述锁车卡接部件连接。
优选的,所述偏心传动杆为弹簧缓冲杆。
优选的,所述从动齿轮盘上设有限位锁定构件,所述限位锁定构件用于限定所述偏心传动杆移动的范围。
优选的,所述限位锁定构件包括用于控制所述锁车动力构件运行或停止运行的控制件,发送感应信号至所述控制件的锁车感应件,以及触发所述锁车感应构件发送感应信号的锁车触发件,其中,所述锁车感应件与所述控制件电气连接。
优选的,所述锁车触发件包括与所述从动齿轮盘同轴固定设置的第一定位盘,设于所述第一定位盘上的第一定位件和第二定位件,所述锁车感应件可通过所述第一定位盘的转动而触碰到所述第一定位件或所述第二定位件。
优选的,所述锁车触发件包括与所述从动齿轮盘同轴固定设置的第二定位盘,设于所述定位盘上的磁块,所述锁车感应件是霍尔感应元件,所述霍尔感应元件可通过所述第二定位盘的转动而触碰到所述磁块。
优选的,所述锁车触发件包括与所述从动齿轮盘同轴固定设置的所述扇形环座,以及可与所述扇形环座的径向边沿发生触碰的触发杆,所述触发杆可通过所述扇形环座的转动而被所述扇形环座的径向边沿推向所述锁车感应件,直至触碰所述锁车感应件。
优选的,所述偏心传动杆上设置有折弯段,所述折弯段可卡嵌在所述扇形环座上。
一种轮毂制动系统,安装在车轮轮毂中,包括刹车制动机构,以及制动动作机构、锁车制动机构,所述制动动作机构具有与刹车制动机构或锁车制动机构接触以使得所述轮毂的转动停止的状态,所述制动动作机构包括:固定托架,所述固定托架套接在所述轮毂的轮毂轴上,且可以绕所述轮毂轴旋转,且所述固定托架可以分别与所述刹车制动机构、所述锁车制动机构卡接;被制动部件,所述被制动部件与所述轮毂一体旋转,具有制动面;制动传动部件,所述制动传动部件与所述轮毂轴同轴设置,且与所述固定托架卡接,且具有可以与所述制动面接触的接触面。
优选的,所述刹车制动机构包括刹车动作部件与刹车卡接部件,所述刹车动作部件与所述刹车卡接部件连接,且所述刹车卡接部件具有在周向方向上与所述固定托架接触的位置,以及在周向方向上与所述固定托架分离的位置。
一种轮毂组件,安装在车轮轮毂中,上述任意一项所述的轮毂制动锁或所述的轮毂制动系统,以及与所述轮毂轴同轴设置的轮毂变速系统。
优选的,轮毂变速系统包括:
与所述车轮的飞轮连接的动力输入机构;
可改变所述动力输入机构的输入速度的动力变速机构;
与所述动力变速机构连接的动力输出机构;
其中,所述动力变速机构包括设置在所述轮毂内的动力驱动组件,设置在所述动力输入机构与所述动力驱动组件之间的动力传动组件,以及与所述动力输出机构连接的动力输出控制组件,所述动力驱动组件可通过驱动所述动力传动组件与所述动力输出控制组件接触或分离,以改变所述动力输出机构的输出速度。
优选的,所述动力传动组件包括与转动套装在所述轮毂的轮毂轴上的旋转传动座,以及可随所述旋转传动座的旋转而沿所述轮毂轴轴向移动的平移传动构件,所述平移传动构件具有与所述动力输出控制组件接触或分离的位置。
优选的,所述旋转传动座包括与所述动力驱动组件连接的驱动件,以及设置在驱动件上且高度沿周向逐渐变化的凸轮部,且所述凸轮部与所述平移传动构件滑动连接。
优选的,所述凸轮部与所述驱动件通过第一弹簧连接,所述凸轮部可相对所述驱动件沿周向旋转。
优选的,所述动力驱动组件包括与外界控制开关电气连接的第一动力控制构件,以及与所述第一动力控制构件电气连接的第一动力构件,所述第一动力构件可驱动所述动力传动组件与所述动力输出控制组件接触或分离。
优选的,所述动力驱动组件还包括第一齿轮盘,所述驱动件上设置有与所述第一齿轮盘啮合的第一齿部。
优选的,所述动力驱动组件还包括第二电气安装座,用于安装所述第二动力构件,所述动力驱动组件上设置有第二电气过线孔。
优选的,所述动力驱动组件包括用于感应所述旋转传动座旋转角度的位置感应构件,以及与所述位置感应构件电气连接的第二动力控制构件,以及与所述第二动力控制构件电气连接的第二动力构件,所述第二动力构件可驱动所述动力传动组件与所述动力输出控制组件接触或分离。
优选的,所述动力驱动组件还包括第二齿轮盘,所述驱动件上设置有与所述第二齿轮盘啮合的第二齿部。
优选的,所述动力驱动组件还包括第三电气安装座,用于安装所述第三动力构件,所述动力驱动组件上设置有第三电气过线孔。
优选的,所述位置感应构件包括设置在所述旋转传动座上的2块第一磁块,以及用于感应所述第一磁块且设置在所述电气安装座上的第一霍尔感应件。
优选的,所述动力驱动组件是转动套装在所述轮毂轴上的拉绳座,所述拉绳座与所述旋转传动座同轴旋转装配。
优选的,所述动力输出控制组件包括与所述平移传动构件同步轴向移动的且与所述动力输入机构连接的离合器,可与所述离合器分离或接触且将动力输出至动力输出机构的棘爪,以及可与所述离合器分离或接触且将动力输出至动力输出机构的行星轮系。
优选的,所述平移传动构件通过套装在所述轮毂轴上的控制套与所述离合器连接,且所述控制套可与所述离合器同步轴向移动。
优选的,所述离合器上设置有控制棘爪压下的斜坡结构。
优选的,所述控制套上设置有第二弹簧,所述第二弹簧远离所述控制套的一端固定装配在所述轮毂轴上。
优选的,所述行星轮系包括固定套接在所述轮毂轴上的太阳轮,可通过所述动力输出机构将动力输出至所述轮毂的内齿圈,与所述离合器离合配合且可通过所述动力输出机构将动力输出至所述轮毂的行星架,以及设置在所述行星架与所述内齿圈之间的行星轮。
优选的,所述离合器与动力输入机构之间通过滑动牙嵌式结构形成常结合传动状态。
优选的,所述离合器与行星架之间通过牙嵌式离合结构形成离合配合。
优选的,所述动力输出机构包括与内齿圈连接且与所述轮毂内壁配合的第一动力输出组件,与所述行星架连接且与所述轮毂内壁配合的第二动力输出组件。
优选的,所述第一动力输出组件是第一单向离合器。
优选的,所述第二动力输出组件是第二单向离合器。
优选的,还包括用于测量轮毂转速的测速机构。
优选的,所述测速机构包括设置在所述轮毂上的第二磁块,以及相对所述轮毂组件固定设置的第二霍尔感应件。
优选的,所述离合器与所述控制套间设置有第三弹簧,用于缓冲所述控制套带动所述离合器移动的动作。
一种自行车,包含上述任意一项所述的轮毂制动锁或所述的轮毂制动系统。
本发明提供的一种轮毂制动锁,包括安装在车轮轮毂中的制动动作机构与锁车制动机构,因此,解决了车锁裸露在外而容易被人为破坏的问题。并且,锁车制动机构与固定托架卡接后可以带动套接在所述轮毂的轮毂轴上的固定托架绕轮毂轴旋转,进而带动制动传动部件转动,直至制动传动部件的接触面接触并压制在制动面上,使得与被制动部件一体旋转的轮毂停止旋转。当接触面与制动面分离,轮毂可以自由旋转,因此,本发明提供的一种轮毂制动锁解决了车锁裸露在外而容易被人为破坏的问题。
本发明还提供了一种轮毂制动系统,刹车制动机构与固定托架卡接后可以带动套接在所述轮毂的轮毂轴上的固定托架绕轮毂轴旋转,进而带动制动传动部件转动,直至制动传动部件的接触面接触并压制在制动面上,使得与被制动部件一体旋转的轮毂停止旋转,因此,本发明提供的一种轮毂制动系统在解决了车锁裸露在外而容易被人为破坏的问题的同时,将刹车制动机构和锁车制动机构集成在制动动作机构上,刹车状态与锁车状态互不影响,极大地简化了自行车的结构,缩减了制造成本。
本发明还提供了一种轮毂组件,其中,动力驱动组件可提供动力驱动动力传动组件相对动力输出控制组件移动,以使得驱动动力传动组件与动力输出控制组件接触或分离,以使得输入速度被改变。由于动力变速机构的动力驱动组件、动力传动组件以及动力输出控制组件安装在轮毂内,因此,避免了裸露在外而遭受到外力冲击而损坏。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例,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的附图。
图1为本发明实施例提供的刹车制动机构、制动动作机构、锁车制动机构的一种实施方式的的结构示意图;
图2为本发明实施例提供的被制动部件的使用示意图;
图3为本发明实施例提供的被制动部件的安装示意图;
图4为本发明实施例提供的被制动部件的结构示意图;
图5为本发明实施例提供的被制动部件的限位环的结构示意图;
图6为本发明实施例提供的被制动部件的限位圈的结构示意图;
图7为本发明实施例提供的被制动部件的限位圈的安装示意图;
图8为图7中A部的放大示意图。
图9为图1的分解图;
图10为本发明实施例提供的制动鼓的结构示意图;
图11为本发明实施例提供的一种实施方式的固定托架的结构示意图;
图12为本发明实施例提供的一种实施方式的刹车卡接部件的结构示意图;
图13为本发明实施例提供的一种实施方式的锁车卡接部件的结构示意图;
图14为本发明实施例提供的刹车制动机构、制动动作机构、锁车制动机构的正常状态下的使用示意图;
图15为本发明实施例提供的刹车制动机构、制动动作机构、锁车制动机构的刹车状态下的使用示意图;
图16为本发明实施例提供的刹车制动机构、制动动作机构、锁车制动机构的锁车状态下的使用示意图。
图17为本发明实施例提供的刹车制动机构、制动动作机构、锁车制动机构的另一种实施方式的结构示意图;
图18为图14的分解图;
图19为本发明实施例提供的刹车制动机构、制动动作机构、锁车制动机构的另一种实施方式的正常状态下的使用示意图;
图20为本发明实施例提供的刹车制动机构、制动动作机构、锁车制动机构的另一种实施方式的刹车状态下的使用示意图;
图21为本发明实施例提供的刹车制动机构、制动动作机构、锁车制动机构的另一种实施方式的锁车状态下的使用示意图。
图22为本发明实施例提供的制动动作机构的正视剖面图;
图23为本发明实施例提供的制动动作机构的后视剖面图;
图24为本发明实施例提供的锁车动作部件的正视剖面图;
图25为本发明实施例提供的锁车动作部件的后视剖面图;
图26为本发明实施例提供的锁车触发件的一种实施方式的使用示意图;
图27为本发明实施例提供的锁车触发件的另一种实施方式的使用示意图;
图28为本发明实施例提供的包含偏心传动杆的锁车动作部件的一种实施方式的使用示意图;
图29为本发明实施例提供的包含偏心传动杆的锁车动作部件的另一种实施方式的使用示意图;
图30为本发明实施例提供的第一电气安装座的结构示意图;
图31为本发明实施例提供的一种轮毂组件的结构示意图;
图32为本发明实施例提供的轮毂变速系统的结构示意图;
图33为本发明实施例提供的动力传动组件与动力输出控制组件的结构示意图;
图34为本发明实施例提供的动力传动组件的正视图;
图35为本发明实施例提供的动力传动组件的后视图;
图36为本发明实施例提供的动力传动组件的分解图;
图37为本发明实施例提供的驱动件的结构示意图;
图38为本发明实施例提供的旋转传动座的结构示意图;
图39为本发明实施例提供的动力传动组件与动力输出控制组件的剖面示意图;
图40为本发明实施例提供的轮毂变速系统处于低速档时的结构示意图;
图41为本发明实施例提供的轮毂变速系统处于低速档时的棘爪的状态示意图;
图42为本发明实施例提供的轮毂变速系统处于直接档时的结构示意图;
图43为本发明实施例提供的轮毂变速系统处于直接档时的棘爪的状态示意图;
图44为本发明实施例提供的轮毂变速系统处于增速档时的结构示意图;
图45为本发明实施例提供的轮毂变速系统处于增速档时的棘爪的状态示意图;
图46为本发明实施例提供的动力传动组件与动力输出控制组件的的另一种实施方式的剖面示意图;
图47为图46中A处的放大示意图;
图48为图47中B处的放大示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案,下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都应当属于本申请保护的范围。
本发明实施例提供的一种轮毂制动锁,安装在车轮轮毂8中,其特征在于,包括制动动作机构1以及锁车制动机构3,制动动作机构1具有与锁车制动机构3接触以使得轮毂8的转动停止的状态,制动动作机构1包括:固定托架11,固定托架11套接在轮毂8的轮毂轴上,且可以绕轮毂轴旋转,且固定托架11可以与锁车制动机构3卡接;被制动部件12,被制动部件12与轮毂8一体旋转,具有制动面;制动传动部件13,制动传动部件13与轮毂轴同轴设置,且与固定托架11卡接,且具有可以与制动面接触的接触面。
如图1所示,本发明提供的一种轮毂制动锁,包括安装在车轮轮毂8中的制动动作机构1与锁车制动机构3,因此,解决了车锁裸露在外而容易被人为破坏的问题。具体的,如图11和图13所示,固定托架11是设置有托架卡口111的第一套筒11’,锁车制动机构3上设置有锁车卡止件321,且锁车卡止件321设置在托架卡口111中。由于第一套筒11’套接在轮毂8的轮毂轴上,因此,锁车制动机构3可通过绕轮毂轴带动第一套筒11’绕轮毂轴旋转。并且,第一套筒11’上还设置有托架卡止件112,制动传动部件13上设置有第一鼓卡口1312,托架卡止件112卡接在第一鼓卡口1312中,则使得第一套筒11’绕轮毂轴旋转可以带动制动传动部件13旋转,直至制动传动部件13的接触面接触并压制在制动面上,使得被制动部件12停止旋转,进而轮毂8停止旋转,实现锁车。当接触面与制动面分离时,轮毂8可以自由旋转。因此,本发明提供的一种轮毂制动锁解决了车锁裸露在外而容易被人为破坏的问题。
其中,如图16和18所示,固定托架11还可以是设置有托架凸部111”的套环101,锁车制动机构3上设置有锁车推动件321”,且锁车推动件321”设置在可与托架凸部111”接触的平面内。并且,套环101内侧设置有套环101卡止件,制动传动部件13上设置有第二鼓卡口,套环101卡止件卡接在第二鼓卡口中,则使得套环101绕轮毂轴旋转可以带动制动传动部件13旋转,直至制动传动部件13的接触面接触并压制在制动面上,使得被制动部件12停止旋转,进而轮毂8停止旋转,实现锁车。当接触面与制动面分离时,轮毂8可以自由旋转。因此,本发明提供的一种轮毂制动锁解决了车锁裸露在外而容易被人为破坏的问题。
其中,被制动部件12上设置有避空空间121,被制动部件12通过限位件122与轮毂8连接,限位件122穿过避空空间121,且限位件122与被制动部件12之间存在间隙。
具体的,如图2至图5所示,限位件122穿过避空空间121将被制动部件12限制在轮毂8上与轮毂8同步转动,与轮毂8同步转动的被制动部件12可以通过制动传动部件的制动面压制在接触面上,而由于制动面与被制动部件12的接触面之间的摩擦力的作用而停止转动,进而带动轮毂8停止转动。并且,限位件与被制动部件12之间存在缝隙,被制动部件12在停止转动之前,由于惯性将会继续向前转动一段距离,此时,限位件122可以通过被制动部件12的制动而在避空空间121的范围内沿轮毂8的转动方向移动一段距离,直至制动轮毂8。因此,避空空间121的设置让被制动部件12的转动先行缓慢,进而再在限位件的带动下实现轮毂8的制动,为轮毂8与被制动部件12的制动提供了一段缓冲时间,使得轮毂8的制动更加缓和。
尤其是,当制动面设置在间隔设置的三块刹车片上时,三块刹车片无法同时压制在接触面上,而造成先压制在接触面上的刹车片将会无法在短时间内实现被制动部件12的制动,而被制动部件12与单片刹车片之间较大的摩擦力将损伤先压制在被制动部件12上的刹车片。避空空间121的设置,使得被制动部件12在先压制在接触面上的单片刹车片的带动下先开始制动,直至限位件122随被制动部件12的制动而在避空空间121的范围内沿轮毂8的转动方向移动一段距离,直至制动轮毂8。在限位件122在避空空间121内移动的过程中,三块刹车片将全部压制在被制动部件12上,因此,在实现轮毂8制动时,三块刹车片的受力均匀,也提高了刹车片与轮毂8之间相对位置的自适应性,避免了刹车片的损伤。
其中,避空空间121的数量至少为2个,呈周向均匀排列在被制动部件12上。
具体的,避空空间121的数量至少为2个,与避空空间121对应设置有限位件122,因此避空空间121与限位件122成对设置,且呈周向均匀排列在被制动部件12上,使得被制动部件12与轮毂8在被制动时,所受到的来自各个方向的摩擦力更均匀,进而使得轮毂8的制动更加稳定。
其中,避空空间121的数量至少为2个,呈周向间隔排列在被制动部件12上。
具体的,避空空间121的数量至少为2个,与避空空间121对应设置有限位件122,因此避空空间121与限位件122成对设置,且呈周向间隔排列在被制动部件12上,使得被制动部件12与轮毂8可被制动同时,节省了制造成本。
其中,被制动部件12为环状盘,环状盘上设置有包围避空空间121的避空孔。
具体的,限位件122穿过环状盘上的避空孔与轮毂8固定连接。
其中,限位件122是限位柱。
具体的,限位柱穿过环状盘上的避空孔与轮毂8固定连接,起到将被制动部件12限定在轮毂8上的限定作用。在其他实施例中,限位柱可以是螺钉或凸块,可根据实际的需要自行设置限位件122的类型,只要起到将被制动部件12限定在轮毂8上的限定作用即可,不仅限于上述方案,在此不再赘述。
其中,避空孔是呈沿周向方向弯曲延伸的椭圆孔。
具体的,避空孔中是避空空间121,在呈沿周向方向弯曲延伸的椭圆孔中,限位件122沿径向方向的移动受到限制,因此限位件122主要沿周向方向相对被制动部件12移动,加强了被制动部件12与轮毂8被制动时的稳定性。
其中,被制动部件12为环状盘,环状盘上设置有半包围避空空间121的避空开口123。
具体的,避空开口123均匀间隔设置在环状盘内圈上,限位件122穿过避空开口123固定设置在轮毂8上,使得被制动部件12被限制在限位件122和轮毂8之间。
其中,还包括限位环124,限位环124设置于被制动部件12与制动部件之间,用于限定被制动部件12在避空空间121中的径向移动范围。
具体的,限位环124限定被制动部件12在避空空间121中的径向移动范围,避免了制动时被制动部件12相对轮毂8在径向方向上发生大范围的相对移动,因此,加强了被制动部件12与轮毂8被制动时的稳定性。
其中,限位环124上设置有与避空开口123结合而包围避空空间121的限位开口125,限位开口125可限定被制动部件12在避空空间121中的径向移动位置。
具体的,限位开口125与避空开口123所包围的空间组成避空空间121,将限位件122限定在限位开口125与避空开口123之间,因此,限位环124可限定被制动部件12在避空空间121中的径向移动范围,避免了制动时被制动部件12相对轮毂8在径向方向上发生大范围的相对移动,因此,进一步加强了被制动部件12与轮毂8被制动时的稳定性。
其中,限位环124采用弹性材料。
具体的,由于避空空间121的存在,在轮毂8转动时,被制动部件12将相对轮毂8产生晃动,而限位环124采用橡胶制作,对被制动部件12的晃动起到了缓冲作用,避免了被制动部件12在晃动过程中受损。
其中,限位环124固定设置在轮毂8上。
具体的,限位环124通过多个橡胶柱126固定设置在轮毂8上,进一步限制了被制动部件12在避空空间121中的径向移动范围,进一步加强了被制动部件12与轮毂8被制动时的稳定性。
其中,还包括限位圈9,限位圈9设置于轮毂8与被制动部件12之间,用于限定被制动部件12在避空空间121中的径向移动范围。
具体的,如图6至图8,靠近被制动部件12的轮毂8的外圈上设置有凹槽,靠近轮毂8的被制动部件12的外圈上也设置有凹槽,限位圈9上与两个凹槽对应设置有一对凸起圈,且一对凸起圈分别嵌入设置在两个凹槽中,避免了制动时被制动部件12相对轮毂8在径向方向上发生大范围的相对移动,因此,加强了被制动部件12与轮毂8被制动时的稳定性。
其中,所述限位圈9采用弹性材料。
具体的,由于避空空间121的存在,在轮毂8转动时,被制动部件12将相对轮毂8产生晃动,而限位圈9采用橡胶制作,对被制动部件12的晃动起到了缓冲作用,避免了被制动部件12在晃动过程中受损。
其中,制动传动部件13包括:制动鼓131,制动鼓131的外周面上设置有沿周向外径逐渐变大的凸轮部1311;多个辊132,辊132设置在凸轮部1311上;制动传动环133,制动传动环133将辊132压制在制动传动环133与制动鼓131之间;辊132可以通过制动鼓131的转动而沿凸轮部1311滚动并同时沿径向方向移动。
具体的,如图6,以及图19至图20所示,制动鼓131上设置有第一鼓卡口1312,托架卡止件112卡接在第一鼓卡口1312中,则使得固定托架11绕轮毂轴旋转可以带动制动鼓131绕轮毂轴旋转。在制动鼓131绕轮毂轴旋转的带动下,辊132可以沿凸轮部1311滚动,并同时在沿周向外径逐渐变大的凸轮部1311的带动下沿径向方向移动,进而辊132可带动制动传动环133朝向被制动部件12移动,直至制动传动环133的接触面接触并压制在被制动部件12的制动面上,使得被制动部件12停止旋转,进而轮毂8停止旋转。当需要运行自行车时,将接触面与制动面分离,使得被制动部件12可以跟随轮毂8的旋转而旋转。
其中,制动传动部件13还包括限定卡环134,辊132限定卡环134设置在制动传动环133与制动鼓131之间,且相对轮毂轴不发生旋转,限定卡环134上设置有用于限定辊132的运动范围的开口卡孔1341。
具体的,如图7所示,限定卡环134上设置有与多个辊132配套设置的多个开口卡孔1341,辊132可以在开口卡孔1341中自由旋转,并且被压制在制动传动环133的内周面与制动鼓131的凸轮部1311之间,使得辊132可以有限运动范围内旋转并移动。并且,限定卡环134上设置有凸块卡接在制动传动环133上的凹槽中,使得限定卡环134与制动传动环133相对轮毂轴不发生旋转,使得接触面与制动面的接触与分离更加稳定,增加了制动的稳定性。
其中,辊132在限定卡环134上沿周向间隔设置。
具体的,辊132的个数不少于3个,辊132的分别与制动传动环133的内周面与制动鼓131的凸轮部1311接触,且间隔设置在限定卡环134上,节约了生产商的制造成本,可以在工业上得到广泛应用。
其中,辊132在限定卡环134上沿周向均匀设置。
具体的,辊132的个数为4个,或6个,或9个,在限定卡环134上沿周向均匀间隔设置。由于多个辊132之间的间隔角度一致,使得与制动传动环133各个位置受到的辊132的压力一致,进而使得制动传动环133在各个方向上同时稳定的朝向被制动部件12扩张,直至制动传动环133的接触面接触到并压制在被制动部件12的制动面上。因此,辊132在限定卡环134上沿周向均匀设置,可以使得被制动部件12的制动过程更稳定。
其中,锁车制动机构3包括锁车动作部件31与锁车卡接部件32,锁车动作部件31与锁车卡接部件32连接,锁车卡接部件32具有在周向方向上与固定托架11接触的位置,以及在周向方向上与固定托架11分离的位置。
其中,如图6至图8,以及图10所示,固定托架11的是第一套筒11’时,锁车动作部件31与锁车卡接部件32设置在轮毂8内,锁车卡接部件32是套接在轮毂轴上的锁车手柄,锁车手柄上设置有锁车卡止件321,锁车卡止件321设置在第一套筒11’的托架卡口111中。锁车时,锁车动作部件31驱动锁车手柄绕轮毂轴周向方向转动,进而带动第一套筒11’绕轮毂轴周向方向旋转,进而带动制动鼓131旋转,直至制动传动部件13的接触面接触到并压制在被制动部件12的制动面上,使得被制动部件12停止旋转,进而轮毂8停止旋转。当需要运行自行车时,将锁车手柄绕轮毂轴周向方向反向转动,使得接触面与制动面分离,进而使得被制动部件12可以跟随轮毂8的旋转而旋转。
具体的,如图托架卡口111的沿周向方向的卡口宽度大于刹车卡止件221和锁车卡止件321的宽度,托架卡口111内沿周向方向的两面分别为锁止面113和解锁面114,使得刹车卡止件221与锁止面113接触而带动第一套筒11’绕轮毂轴旋转时,锁车卡止件321与解锁面114不能发生接触而分离;而锁车卡止件321与锁止面113接触而带动第一套筒11’绕轮毂轴旋转时,刹车卡止件221与解锁面114不能发生接触而分离。
其中,如图14至图15所示,固定托架11的还可以是套环101,锁车动作部件31与锁车卡接部件32设置在轮毂8内,锁车卡接部件32是套接在轮毂轴上的锁车手柄,锁车手柄上设置有锁车推动件321”,锁车推动件321”设置在可与托架凸部111”接触的平面内。锁车时,锁车动作部件31驱动锁车手柄绕轮毂轴周向方向转动,锁车推动件321”与托架凸部111”接触并推动套环101绕轮毂轴周向方向旋转,进而带动制动鼓131旋转,直至制动传动部件13的接触面接触到并压制在被制动部件12的制动面上,使得被制动部件12停止旋转,进而轮毂8停止旋转。当需要运行自行车时,将锁车手柄绕轮毂轴周向方向反向转动,使得接触面与制动面分离,进而使得被制动部件12可以跟随轮毂8的旋转而旋转。
具体的,套环101还设置有用于回位的弹簧件,当锁车结束而锁车推动件321”回归到转动之前的位置时,弹簧件可带动套环101自动回转到被锁车推动件321”推动之前的位置。
其中,托架卡口111的卡口可朝向径向方向开口,锁车卡止件321与刹车卡止件221设置在托架卡口111中,在轮毂8正常运行的状态下,锁车卡止件321与刹车卡止件221皆与托架卡口111中的锁止面113接触。在其他实施例中,可根据实际的需要自行设置托架卡口111相对锁车卡止件321与刹车卡止件221的开口方向,不仅限于上述方案,在此不再赘述。
其中,锁车动作部件31包括锁车动力构件311与锁车传动构件312,锁车传动构件312与锁车卡接部件32连接,锁车动力构件311与锁车传动构件312连接,锁车动力构件311可驱动锁车传动构件312带动锁车卡接部件32绕轮毂轴旋转。
具体的,如图21至图22所示,锁车动力构件311是电机,电机提供动力驱动锁车传动构件312带动锁车卡接部件32绕轮毂轴周向方向转动,最终使得被制动部件12停止旋转,进而轮毂8停止旋转。当需要运行自行车时,电机提供动力驱动锁车传动构件312带动锁车卡接部件32绕轮毂轴周向方向反向转动,最终使得接触面与制动面分离,进而使得被制动部件12可以跟随轮毂8的旋转而旋转。电机可与轮毂8外部的电气开关电气连接,使用者可在轮毂8外部控制轮毂8内部的电机的运转,进一步避免了车锁裸露在外而容易被人为破坏的问题,且缩减了使用者进行手动开锁的开锁和关锁程序,进一步提高了使用者的体验感。
其中,锁车动作部件还包括第一电气安装座317,用于安装锁车动力构件,第一电气安装座317上设置有第一电气过线孔3171。
具体的,如图27所示,控制件是集成电路板卡,集成电路板卡与电机重叠设置在第一电气安装座317的两面,集成电路板卡与电机通过贯通第一电气过线孔3171的电线实现电气连接,且第一电气过线孔3171凹陷设置于第一电气安装座317中。因此,第一电气安装座317上的电气部件的集成度得到提高,缩减了电气部件总的占用空间。
其中,锁车传动构件312包括与锁车动力构件311连接的主动齿轮盘313,以及设置在主动齿轮盘313上且与锁车卡接部件32连接的偏心传动杆315。
其中,锁车传动构件312还包括与主动齿轮盘313啮合的从动齿轮盘314,偏心传动杆315设置在从动齿轮盘314上,且与锁车卡接部件32连接。
具体的,锁车卡接部件32是锁车手柄,电机的输出轴与主动齿轮盘313的盘心固定连接,电机可驱动主动齿轮盘313转动,进而带动从动齿轮盘314转动。偏心传动杆315设置在从动齿轮盘314上的偏离盘心的位置,且偏心传动杆315与锁车手柄的手柄连接,从动齿轮盘314转动时,偏心传动杆315的位置跟随从动齿轮盘314的转动而发生偏移,从而带动锁车手柄转动绕轮毂轴周向方向转动,进而带动固定托架11绕轮毂轴周向方向旋转,最终使得被制动部件12停止旋转,进而轮毂8停止旋转。当需要运行自行车时,电机可驱动主动齿轮盘313反向转动,进而带动从动齿轮盘314反向转动,进而带动锁车手柄绕轮毂轴周向方向反向转动,使得接触面与制动面分离,进而使得被制动部件12可以跟随轮毂8的旋转而旋转。从动齿轮盘314与主动齿轮盘313啮合,增大了主动齿轮盘313传动的扭矩。
其中,偏心传动杆315为弹簧缓冲杆。
具体的,如图25至图26所示,弹簧缓冲杆中的弹簧跟随从动齿轮盘314的转动而发生弹性形变,先将从动齿轮盘314对弹簧缓冲杆作用的机械能转化为了弹性势能,再将弹性势能转化为拉动锁车手柄转动的机械能。与直杆型的偏心传动杆315相比,避免了锁车时,由于锁车手柄无法即刻转动,而导致主动齿轮盘313与从动齿轮盘314的转动发生暂时的卡滞,而影响电机的正常运转,而弹簧缓冲杆的设置为发生卡滞的现象提供了缓冲的时间。
其中,从动齿轮盘314上设有限位锁定构件316,限位锁定构件316用于限定偏心传动杆315移动的范围。
具体的,限位锁定构件316可以限定偏心传动杆315移动的范围,进而可以限定锁车手柄绕轮毂轴周向方向转动的角度范围,进而限定了锁车手柄带动固定托架11绕轮毂轴周向方向转动的角度范围,避免了锁车完成后,电机继续运行而导致电能的浪费。其中,限位锁定构件316包括用于控制锁车动力构件311运行或停止运行的控制件3161,发送感应信号至控制件3161的锁车感应件3162,以及触发锁车感应构件发送感应信号的锁车触发件,其中,锁车感应件3162与控制件3161电气连接。
具体的,当从动齿轮盘314转动的角度达到了锁车完成的角度要求后,限位锁定构件316的锁车触发件触发锁车感应构件,使得锁车感应构件发送感应信号至控制件3161,控制件3161接收感应信号后对感应信号进行判定,并根据判定结果发送控制信号至电机,控制电机关闭。其中,电机开启正转时,进行锁车,之后控制电机关闭,即锁车结束;电机再次开启反转时,进行解锁,之后控制电机关闭,即解锁结束。
更具体的,控制件3161是集成电路板卡。
其中,锁车触发件包括与从动齿轮盘314同轴固定设置的第一定位盘3166,设于第一定位盘3166上的第一定位件3167和第二定位件3168,锁车感应件3162可通过第一定位盘3166的转动而触碰到第一定位件3167或第二定位件3168。
具体的,如图23所示,跟随从动齿轮盘314的转动,第一定位盘3166将同步转动,当第一定位盘3166上的第一定位件3167碰触到锁车感应件3162时,锁车感应件3162发送锁车到位的感应信号至控制件3161,控制件3161对锁车到位的感应信号进行判定,判定结果为锁车到位关闭电机,然后发送关闭电机的控制信号至电机,使得电机停止运转,至此锁车完毕;当第一定位盘3166上的第二定位件3168碰触到锁车感应件3162时,锁车感应件3162发送解锁到位的感应信号至控制件3161,控制件3161对解锁到位的感应信号进行判定,判定结果为解锁到位关闭电机,然后发送关闭电机的控制信号至电机,使得电机停止运转,至此解锁完毕。
其中,锁车触发件包括与从动齿轮盘同轴固定设置的第二定位盘3166’,设于定位盘上的磁块3167’,锁车感应件是霍尔感应元件,霍尔感应元件可通过第二定位盘3166’的转动而触碰到磁块3167’。
具体的,第二定位盘3166’上沿周向设置有锁定磁块3167’与解锁磁块3167’,当锁定磁块3167’转至霍尔感应元件处时,霍尔感应元件将锁定信号传至集成电路板卡,集成电路板卡做出判定并发送控制信号至电机,控制电机停止运行,结束锁车;当解锁磁块3167’至霍尔感应元件处时,霍尔感应元件将锁定信号传至集成电路板卡,集成电路板卡做出判定并发送控制信号至电机,控制电机停止运行,结束解锁,此时解锁成功。
其中,锁车触发件包括与从动齿轮盘314同轴固定设置的扇形环座3164,以及可与扇形环座3164的径向边沿发生触碰的触发杆3165,触发杆3165可通过扇形环座3164的转动而被扇形环座3164的径向边沿推向锁车感应件3162,直至触碰锁车感应件3162。
具体的,如图24所示,跟随从动齿轮盘314的转动,扇形环座3164将同步转动,当扇形环座3164上的径向边沿触碰到触发杆3165,并使得触发杆3165通过扇形环座3164的转动而被扇形环座3164的径向边沿推向锁车感应件3162,直至触碰锁车感应件3162时,锁车感应件3162发送锁车到位的感应信号至控制件3161,控制件3161对锁车到位的感应信号进行判定,判定结果为锁车到位关闭电机,然后发送关闭电机的控制信号至电机,使得电机停止运转,至此锁车或解锁完毕。
其中,偏心传动杆315上设置有折弯段3151,折弯段3151可卡嵌在扇形环座3164上。
具体的,如图25至图26所示,扇形环座3164上同轴设置有环形凹槽,使得折弯段3151可以卡嵌在凹槽内。锁车前,折弯段3151处于与扇形环座3164分离的状态。进行锁车时,扇形环座3164跟随从动齿轮盘314的转动将同步转动,偏心传动杆315的位置跟随从动齿轮盘314的转动而发生偏移,直至偏心传动杆315的弯折段卡入环形凹槽中。锁车完成后,由于偏心传动杆315的弯折段卡在环形凹槽中,使得偏心传动杆315相对扇形环座3164的位置固定,避免了外力碰撞而使得偏心传动杆315回复原位,而造成解锁失败。
一种轮毂制动系统10,安装在车轮轮毂8中,包括刹车制动机构2,以及制动动作机构1、锁车制动机构3,制动动作机构1具有与刹车制动机构2或锁车制动机构3接触以使得轮毂8的转动停止的状态,制动动作机构1包括:固定托架11,固定托架11套接在轮毂8的轮毂轴上,且可以绕轮毂轴旋转,且固定托架11可以分别与刹车制动机构2、锁车制动机构3卡接;被制动部件12,被制动部件12与轮毂8一体旋转,具有制动面;制动传动部件13,制动传动部件13与轮毂轴同轴设置,且与固定托架11卡接,且具有可以与制动面接触的接触面。
具体的,如图1以及图6所示,固定托架11是设置有托架卡口111的第一套筒11’,刹车制动机构2上设置有刹车卡止件221,锁车制动机构3上设置有锁车卡止件321,刹车卡止件221和锁车卡止件321皆设置在在托架卡口111中。由于固定托架11套接在轮毂8的轮毂轴上,因此,刹车制动机构2或锁车制动机构3可通过绕轮毂轴带动第一套筒11’绕轮毂轴旋转。并且,第一套筒11’上还设置有托架卡止件112,制动传动部件13上设置有第一鼓卡口1312,托架卡止件112卡接在第一鼓卡口1312中,则使得第一套筒11’绕轮毂轴旋转可以带动制动传动部件13旋转,直至制动传动部件13的接触面接触并压制在制动面上,使得被制动部件12停止旋转,进而轮毂8停止旋转,实现刹车或锁车。因此,本发明提供的一种轮毂制动系统10在解决了车锁裸露在外而容易被人为破坏的问题的同时,将刹车制动机构2和锁车制动机构3集成在制动动作机构1上,且刹车状态与锁车状态互不影响,极大地简化了自行车的结构,缩减了制造成本。
更具体的,固定托架11还可以是设置有托架凸部111”的套环101,以及与套环卡接且套接在轮毂轴上的第二套筒10’,锁车制动机构3上设置有锁车推动件321”,刹车制动机构3上设置有刹车推动件221”,且锁车推动件321”和刹车推动件221”皆设置在可与托架凸部111”接触的平面内。并且,套环101内侧设置有套环101卡止件,制动传动部件13上设置有第二鼓卡口,套环101卡止件卡接在第二鼓卡口中,则使得套环101绕轮毂轴旋转可以带动制动传动部件13旋转,直至制动传动部件13的接触面接触并压制在制动面上,使得被制动部件12停止旋转,进而轮毂8停止旋转,实现锁车。当接触面与制动面分离时,轮毂8可以自由旋转。因此,本发明提供的一种轮毂制动锁解决了车锁裸露在外而容易被人为破坏的问题。本发明还提供一种自行车,包含轮毂制动锁或轮毂制动系统10。
其中,刹车制动机构2包括刹车动作部件21与刹车卡接部件22,刹车动作部件21与刹车卡接部件22连接,且刹车卡接部件22具有在周向方向上与固定托架11接触的位置,以及在周向方向上与固定托架11分离的位置。
其中,如图7至图13所示,固定托架11是第一套筒11’,刹车动作部件21是设置在轮毂8外的刹车手柄,且刹车手柄的手柄方向指向轮毂8的径向方向,刹车手柄上设置有手柄卡口,刹车卡接部件22设置在轮毂8内且套接在轮毂轴上,刹车卡接部件22上设置有手柄卡止件和刹车卡止件221,手柄卡止件卡接在手柄卡口中,刹车卡止件221设置在第一套筒11’的托架卡口111中。刹车时,将刹车手柄绕轮毂轴周向方向转动,进而带动刹车卡接部件22绕轮毂轴周向方向旋转,进而带动第一套筒11’绕轮毂轴周向方向旋转,进而带动制动鼓131旋转,直至制动传动部件13的接触面接触并压制在被制动部件12的制动面上,使得被制动部件12停止旋转,进而轮毂8停止旋转。当需要运行自行车时,将刹车手柄绕轮毂轴周向方向反向转动,使得接触面与制动面分离,进而使得被制动部件12可以跟随轮毂8的旋转而旋转。
更具体的,如图15至图18所示,托架卡口111的沿周向方向的卡口宽度大于刹车卡止件221和锁车卡止件321的宽度,托架卡口111内沿周向方向的两面分别为锁止面113和解锁面114,使得刹车卡止件221与锁止面113接触而带动第一套筒11’绕轮毂轴旋转时,锁车卡止件321与解锁面114不能发生接触而分离;而锁车卡止件321与锁止面113接触而带动第一套筒11’绕轮毂轴旋转时,刹车卡止件221与解锁面114不能发生接触而分离,因此,刹车状态与锁车状态可以分开进行,并且互不影响,提高了共享自行车使用者的体验感。
其中,固定托架11还可以是套环101,刹车动作部件21是设置在轮毂8外的刹车手柄,且刹车手柄的手柄方向指向轮毂8的径向方向,刹车手柄上设置有刹车推动件221”,刹车推动件221”设置在可与托架凸部111”接触的平面内。刹车时,刹车动作部件驱动刹车手柄绕轮毂轴周向方向转动,刹车推动件221”与托架凸部111”接触并推动套环101绕轮毂轴周向方向旋转,进而带动制动鼓131旋转,直至制动传动部件13的接触面接触到并压制在被制动部件12的制动面上,使得被制动部件12停止旋转,进而轮毂8停止旋转。当需要运行自行车时,将刹车手柄绕轮毂轴周向方向反向转动,使得接触面与制动面分离,进而使得被制动部件12可以跟随轮毂8的旋转而旋转。并且,锁车动作部件31与锁车卡接部件32设置在轮毂8内,锁车卡接部件32是套接在轮毂轴上的锁车手柄,锁车手柄上设置有锁车推动件321”,锁车推动件321”设置在可与托架凸部111”接触的平面内。锁车时,锁车动作部件31驱动锁车手柄绕轮毂轴周向方向转动,锁车推动件321”与托架凸部111”接触并推动套环101绕轮毂轴周向方向旋转,进而带动制动鼓131旋转。锁车推动件321”与刹车推动件221”不在同一平面内,互不影响。因此,刹车状态与锁车状态可以分开进行,并且互不影响,提高了共享自行车使用者的体验感。
具体的,刹车推动件221”上设置有弹簧件,当刹车结束时,弹簧件可带动刹车推动件221”自动回转到推动托架凸部111”之前的位置。
本发明还提供一种轮毂组件,如图28所示,安装在车轮轮毂8中,上述任意一项的轮毂制动锁或的轮毂制动系统10,以及与轮毂轴同轴设置的轮毂8变速系统20。
其中,轮毂8变速系统20包括:
与车轮的飞轮连接的动力输入机构4;
可改变动力输入机构4的输入速度的动力变速机构5;
与动力变速机构5连接的动力输出机构6;
其中,动力变速机构5包括设置在轮毂8内的动力驱动组件51,设置在动力输入机构4与动力驱动组件51之间的动力传动组件52,以及与动力输出机构6连接的动力输出控制组件53,动力驱动组件51可通过驱动动力传动组件52与动力输出控制组件53接触或分离,以改变动力输出机构6的输出速度。
具体的,如图29所示,动力输入机构4是安装在飞轮上的飞轮座,初始速度由飞轮传入飞轮座,再由飞轮座传入动力变速机构5,速度经由动力变速机构5改变后,由动力输出机构6输出至轮毂8。其中,动力驱动组件51可提供动力驱动动力传动组件52相对动力输出控制组件53移动,以使得驱动动力传动组件52与动力输出控制组件53接触或分离,以使得输入速度被改变。由于动力变速机构5的动力驱动组件51、动力传动组件52以及动力输出控制组件53安装在轮毂8内,因此,避免了裸露在外而遭受到外力冲击而损坏。
其中,动力传动组件52包括与转动套装在轮毂8的轮毂轴上的旋转传动座521,以及可随旋转传动座521的旋转而沿轮毂轴轴向移动的平移传动构件522,平移传动构件522具有与动力输出控制组件53接触或分离的位置。
具体的,如图30至35所示,旋转传动座521在动力驱动组件51的驱动下绕轮毂轴转动,平移传动构件522随旋转传动座521的旋转沿轮毂轴径向移动,在移动的过程中具有与动力输出控制构件接触与分离的位置,从而实现传输速度的改变。旋转传动座521与平移传动构件522之间的巧妙连接,极大的缩减了轮毂8内的安装空间,提高了空间利用率。
其中,旋转传动座521包括与动力驱动组件51连接的驱动件5211,以及设置在驱动件5211上且高度沿周向逐渐变化的凸轮座5212,且凸轮座5212与平移传动构件522滑动连接。
具体的,驱动件5211是环形齿轮盘,凸轮座5212是设置在环形齿轮盘上的,且在沿轮毂轴轴向方向的高度沿轴向逐渐变化的凸轮盘,平移传动件是沿轮毂轴轴向方向伸长且其一端与凸轮盘接触的直杆。环形齿轮盘、凸轮盘以及直杆紧密设置在轮毂轴附近区域内,进一步提高了空间的利用率,也进一步提高了动力传动组件52的集成度。
其中,凸轮座5212与驱动件5211通过第一弹簧5213连接,凸轮座5212可相对驱动件5211沿周向旋转。
具体的,凸轮盘设置在环形齿轮盘中且与环形齿轮盘通过第一弹簧5213连接,动力驱动组件51与环形齿轮盘连接且驱动环形齿轮盘绕轮毂轴旋转,进而环形齿轮盘拉动第一弹簧5213伸长,直至第一弹簧5213的弹性形变的形变量达至最大后开始拉动凸轮盘同步绕轮毂轴旋转,避免了动力驱动组件51启动时,由于凸轮盘与直杆之间的卡滞,而影响动力驱动组件51的正常运转,而第一弹簧5213的设置为发生卡滞的现象提供了缓冲的时间。
其中,动力驱动组件51包括与外界控制开关电气连接的第一动力控制构件,以及与第一动力控制构件电气连接的第一动力构件,第一动力构件可驱动动力传动组件52与动力输出控制组件53接触或分离。
具体的,第一动力控制构件是集成电路板卡,第一动力构件是电机,电机的输出轴与环形齿轮盘连接,集成电路板卡通过电线与外界触摸开关或无线开关连接,使用者可在轮毂8外使用触摸开关或无线开关输入变速档位信号,变速档位信号输送至集成电路板卡后进行判断并发送控制信号送至电机,控制电机运行并驱动环形齿轮盘绕轮毂轴转动,进而带动凸轮盘转动,进而带动直杆沿轮毂轴轴向方向移动,并在移动过程中与动力输出控制组件53接触或分离。
其中,动力驱动组件51还包括第一齿轮盘,驱动件5211上设置有与第一齿轮盘啮合的第一齿部。
具体的,电机的输出轴与第一齿轮盘连接并可驱动第一齿轮盘转动,由于第一齿轮盘与环形齿轮盘啮合,因此,第一齿轮盘可进一步带动环形齿轮盘绕轮毂轴转动,进而带动凸轮盘转动,进而带动直杆沿轮毂轴轴向方向移动,并在移动过程中与动力输出控制组件53接触或分离。第一齿轮盘的设置,增大了电机输出轴的输出扭矩,起到了更加省力的作用。
其中,动力驱动组件51还包括第二电气安装座,用于安装第二动力构件513’,动力驱动组件51上设置有第二电气过线孔。
具体的,集成电路板卡与电机重叠设置在第二电气安装座的两面,集成电路板卡与电机通过贯通第二电气过线孔的电线实现电气连接。因此,第二电气安装座上的电气部件的集成度得到提高,缩减了电气部件总的占用空间。
其中,动力驱动组件51包括用于感应旋转传动座521旋转角度的位置感应构件511’,以及与位置感应构件511’电气连接的第二动力控制构件512’,以及与第二动力控制构件512’电气连接的第二动力构件513’,第二动力构件513’可驱动动力传动组件52与动力输出控制组件53接触或分离。
具体的,如图29以及图36所示,第二动力控制构件512’是集成电路板卡,第二动力构件513’是电机,位置感应构件511’用于感应电机带动环形齿轮盘旋转的角度,当环形齿轮盘旋转的角度到所需角度后,位置感应构件511’将角度信号发送至集成电路板卡,由集成电路板卡进行判定并发送控制信号至电机,控制电机停止运行。因此,位置感应构件511’的设置,可以允许轮毂组件实现自动换挡。
其中,动力驱动组件51还包括第二齿轮盘514’,驱动件5211上设置有与第二齿轮盘514’啮合的第二齿部515’。
具体的,电机的输出轴与第二齿轮盘514’连接并可驱动第二齿轮盘514’转动,由于第二齿轮盘514’与环形齿轮盘啮合,因此,第二齿轮盘514’可进一步带动环形齿轮盘绕轮毂轴转动,进而带动凸轮盘转动,进而带动直杆沿轮毂轴轴向方向移动,并在移动过程中与动力输出控制组件53接触或分离。第二齿轮盘514’的设置,增大了电机输出轴的输出扭矩,起到了更加省力的作用。
其中,动力驱动组件51还包括第三电气安装座517’,用于安装第三动力构件,动力驱动组件51上设置有第三电气过线孔。
具体的,集成电路板卡与电机重叠设置在第三电气安装座517’的两面,集成电路板卡与电机通过贯通第三电气过线孔的电线实现电气连接。因此,第三电气安装座517’上的电气部件的集成度得到提高,缩减了电气部件总的占用空间。
其中,位置感应构件511’包括设置在旋转传动座521上的2块第一磁块516’,以及用于感应第一磁块516’且设置在电气安装座上的第一霍尔感应件。
具体的,环形齿轮盘上周向设置有2块第一磁块516’,当其中一块第一磁块516’转至第一霍尔感应件的感应区内,第一霍尔感应件传入集成电路板卡的信号判定为一档;当另一块第一磁块516’转至第一霍尔感应原件的感应区内,第一霍尔感应原件传入集成电路板卡的信号判定为二档;当2块第一磁块516’皆通过第一霍尔感应原件且皆不在感应区内,第一霍尔感应原件传入集成电路板卡的信号判定为三档。在其他实施例中,可根据实际的需要自行设置第一霍尔感应原件和第一磁块516’的相对位置以及数量,只要起到准确判定档位的作用即可,不仅限于上述方案,在此不再赘述。
其中,动力驱动组件51是转动套装在轮毂轴上的拉绳座,拉绳座与旋转传动座521同轴旋转装配。
具体的,通过外力拉动拉绳座中的绳可以使得拉绳座绕轮毂轴转动,由于,拉绳座与旋转传动座521同轴旋转装配,因此,拉绳座转动可以进而带动旋转传动座521同步转动。因此,拉绳座的设置,可以允许了轮毂组件实现人工手动换挡。
其中,动力输出控制组件53包括与平移传动构件522同步轴向移动的且与动力输入机构4连接的离合器531,可与离合器531分离或接触且将动力输出至动力输出机构6的棘爪532,以及可与离合器531分离或接触且将动力输出至动力输出机构6的行星轮系533。
具体的,旋转传动座521中的直杆在凸轮盘的带动下沿轮毂轴轴向移动,带动离合器531沿轮毂轴轴向方向移动,按照离合器531在轮毂轴轴向方向的位置,离合器531可以与棘爪532分离或接触,离合器531与棘爪532卡接时可带动棘爪532绕轮毂轴同步转动;按照离合器531在轮毂轴轴向方向的位置,离合器531可以与行星轮系533分离或接触,离合器531与行星轮系533的行星架5332卡接时可带动行星架5332同步转动。因此,通过行星轮系533、棘爪532的配合,可以改变从动力输入机构4输入到动力输出机构6的输出转速。
其中,平移传动构件522通过套装在轮毂轴上的控制套534与离合器531连接,且控制套534可与离合器531同步轴向移动。
具体的,平移传动构件522是直杆,直杆上设置有凸块,控制套534上设置有卡接口,控制套534通过凸块卡接在卡接口中与直杆连接,且设置在直杆与离合器531之间,控制套534可随直杆的移动而移动,进而带动离合器531沿轮毂轴轴向移动,并且离合器531可套接在控制套534上绕控制套534周向转动,避免了离合器531直接与直杆连接,而使得离合器531轴向转动时与直杆之间产生较大的摩擦力,而长期磨损直杆,并影响旋转传动座521和直杆之间的运转。
其中,离合器531上设置有控制棘爪532压下的斜坡结构。
具体的,在离合器531的外圈设有沿周向设置的斜坡结构,斜坡结构的一侧的离合器531外径大于另一侧的外径,相互之间通过斜坡结构连接,在斜坡结构的两侧分别形成低位面,即对应较大的离合器531外径,和高位面,即较小的离合器531外径,该斜坡结构与棘爪532接触,可控制棘爪532从弹起状态变换为压下状态。
其中,控制套534上设置有第二弹簧535,第二弹簧535远离控制套534的一端固定装配在轮毂轴上。
具体的,第二弹簧535的一端与控制套534固定连接,另一端通过轴承相对轮毂轴固定连接,第二弹簧535用于在控制套534将离合器531向左拉动后,驱动控制套534向右回位。
其中,行星轮系533包括固定套接在轮毂轴上的太阳轮5333,可通过动力输出机构6将动力输出至轮毂8的内齿圈5331,与离合器531离合配合且可通过动力输出机构6将动力输出至轮毂8的行星架5332,以及设置在行星架5332与内齿圈5331之间的行星轮5334。
具体的,太阳轮5333固定套接在轮毂轴上,离合器531分别可与行星架5332和棘爪532离合配合,动力从动力输入机构4出发,当离合器531与行星架5332卡接时,动力经由离合器531传输至行星架5332,再由内齿圈5331输出至动力输出机构6;当离合器531与棘爪532卡接时,动力经由离合器531传输至棘爪532,再由与棘爪532连接的内齿圈5331输出至动力输出机构6。
更具体的,棘爪532的中间位置通过销轴转动设置在内齿圈5331上,棘爪532的外侧棘齿端通过压簧弹起与轮毂8内壁的棘槽嵌合,形成单向传动,内侧则穿过内齿圈5331与离合器531的外径接触,经过斜坡结构两端的高位面和低位面之间的变换,通过杠杆作用将棘爪532的外侧压下,使内齿圈5331和轮毂8分离。
其中,离合器531与动力输入机构4之间通过滑动牙嵌式结构形成常结合传动状态。
具体的,动力输入机构4是飞轮座,飞轮座与离合器531的一端通过滑动牙嵌式结构滑动连接,使得飞轮传入的动力可一直通过飞轮座传入离合器531。
其中,离合器531与行星架5332之间通过牙嵌式离合结构形成离合配合。
具体的,直杆通过控制套534带动离合器531沿轮毂轴向左移动,可使得离合器531与行星架5332之间的牙嵌式结构相结合,直杆再次通过控制套534带动离合器531沿轮毂轴向右移动,可使得离合器531与行星架5332之间的牙嵌式结构分离。
其中,动力输出机构6包括与内齿圈5331连接且与轮毂8内壁配合的第一动力输出组件61,与行星架5332连接且与轮毂8内壁配合的第二动力输出组件62。
其中,第一动力输出组件61是第一单向离合器。
其中,第二动力输出组件62是第二单向离合器。
本实施例以三速内变速器为例,以下结合图37至图42详细说明本实施例的三速内变速器的挡位传动状态。
当凸轮座的凸轮面的低位与直杆接触时,控制套534及离合器531在第二弹簧535的作用下向右推动,此时离合器531与行星架5332之间为动力分离状态,并且离合器531的斜坡结构的高位面与棘爪532的内侧接触,将棘爪532控制为压下状态,使内齿圈5331与轮毂8之间为动力分离状态,此时动力由飞轮座进入,通过第一单向离合器传递至内齿圈5331,内齿圈5331将旋转动力传入行星轮系533进行减速传动,然后由行星架5332经第二单向离合器输出至轮毂8,带动轮毂8连接的车轮转动,该挡位为低速档,动力传递路线如图37中的箭头所示,棘爪532的状态如38所示。
当凸轮座的凸轮面的中间位置与直杆接触时,凸轮座通过直杆推动控制套534向左侧的行星架5332靠近,此时离合器531与行星架5332之间仍为分离状态,但是在离合器531向左移动的过程中,离合器531的外圈与棘爪532内侧接触的位置由高位面经斜坡结构变换至低位面,棘爪532的内侧失去离合器531的限制,在自身压簧的作用下弹起,内齿圈5331与轮毂8之间变换为单向动力传动状态,此时,动力由飞轮座进入,直接通过棘爪532传递至内齿圈5331最后传递至轮毂8输出,带动与轮毂8连接的车轮转动,该挡位为直接挡,轮毂8的转速超过行星架5332的转速,第二单向离合器被超越,动力传递路线如图39中的箭头所示,棘爪532的状态如图40所示。
当凸轮座的凸轮面的高位与直杆接触,凸轮座继续通过直杆杆推动控制套534向左侧的行星架5332靠近,将离合器531与行星架5332之间变换为结合状态,此时棘爪532的内侧保持与离合器531外圈的低位面接触,内齿圈5331与轮毂8之间为单向动力传递状态,此时,动力由飞轮座进入,通过离合器531传递至行星架5332,行星架5332将旋转动力传入行星轮系533进行增速传动,然后由内齿圈5331由棘爪532输出至轮毂8,带动轮毂8连接的车轮转动,该挡位为增速挡,轮毂8及内齿圈5331的转速超过飞轮座的转速,第一单向离合器被超越,动力传递路线如图41中的箭头所示,棘爪532的状态仍然如图42所示。
其中,还包括用于测量轮毂8转速的测速机构7。
具体的,轮毂组件上设置有测速机构7,可用于测量轮毂8在单位时间内的所转圈数,进而得到车轮的行驶速度。
更具体的,测速机构7与集成电路板卡连接,可将实时速度信息传递给集成电路板卡,集成电路板卡接收信息后进行判定并发送控制信息至电机,控制电机的转动时间,进而控制旋转传动座521的旋转角度,进而实现档位的自动变换。
其中,测速机构7包括设置在轮毂8上的第二磁块,以及相对轮毂组件固定设置的第二霍尔感应件。
具体的,第二霍尔感应件设置在与轮毂轴固定设置的轴承上,第二磁块固定设置在轮毂8上,第二磁块跟随轮毂8的转动而转动,当第二磁块通过第二霍尔感应件的感应区时,所记录的圈数为一圈。
其中,离合器531与控制套534间设置有第三弹簧536,用于缓冲控制套534带动离合器531移动的动作。
具体的,如图43至图45所示,第三弹簧536通过垫片5341和卡簧5342安装在控制套534和离合器531之间,控制套534沿轮毂轴的轴向方向移动时,会先带动第三弹簧536拉伸或压缩,直至达到第三弹簧536的弹性形变的最大值后,才开始带动与第三弹簧536连接的离合器531沿轮毂轴的轴向方向移动。因此,第三弹簧536在控制套534带动离合器531移动的动作中起到了缓冲作用,避免了离合器531与控制套534之间的传动动作卡滞,而烧毁电机。
更具体的,垫片5341与控制套534端面之间留有间隙,则第三弹簧536的作用力不直接作用于控制套534上,则离合器531旋转时不会影响到控制套534,极大地避免了控制套534与离合器531之间的摩擦而受到磨损。
本发明还提供一种自行车,包含轮毂制动锁,或轮毂制动系统10。
具体的,轮毂制动锁或轮毂制动系统10安装在自行车车架上的车轮轮毂8中。
本发明实施例提供的一种轮毂制动锁以及一种轮毂制动系统10,不仅可以广泛应用在自行车上,也可以在摩托车上使用。并且,本发明实施例提供的一种轮毂制动锁以及一种轮毂制动系统10所实现的锁车动作即包含将轮毂8锁定后外力无法影响制动效果的情况,也包含即使将轮毂8锁定后,轮毂8在遭受极大推力时仍能缓慢转动的情况。
对所公开的实施例的上述说明,使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的,本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下,在其它实施例中实现。因此,本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例,而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。