CN116857362B - 一种电子变挡变速箱系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及传动系统技术领域，尤其是指一种电子变挡变速箱系统，包括箱式变速装置及电子变挡操纵系统，所述箱式变速装置包括箱体、主轴和副轴、主轴齿轮、副轴齿轮及棘轮；所述电子变挡操纵系统包括拨叉机构、变挡鼓棒、变挡电机、电源及控制系统。本发明采用控制系统精准控制变挡电机的转动角位移，变挡电机驱动变挡鼓棒转动实现电子变挡，只需要设定变挡电机对应变速箱各个挡位的转动角位移即可实现精准控制，其控制方便，变挡可靠，相对于现有的采用拉线控制变挡，其不仅结构简单，能够实现电子控制和精确定位，可以设定开机后自动复位和定位挡位，增强使用的便捷性和体验感；还有利于实现对变速箱进行电子化和智能化控制和升级，具有很强的实用性。

Description

一种电子变挡变速箱系统
技术领域
本发明涉及传动系统技术领域，尤其是指一种电子变挡变速箱系统。
背景技术
在可变挡自行车的变速箱中，通过调节变速操纵机构来控制变速箱不同齿轮副之间的传递变化，以实现变挡的功能。现有的大部分可变挡自行车的变速操纵机构中，在其车架的横把处设置拉线控制器和拉线调节装置，变挡拉线绕设在变挡齿轮上并从箱体穿出，变挡拉线再进入并通过拉线调节装置后进入拉线控制器中。使用时，通过拉线控制器调节拉线，以控制变挡齿轮组转动，变挡齿轮组带动变挡凸轮或者变挡鼓棒转动，其转动的同时驱动拔叉机构带动棘轮靠近变速传动齿轮进行啮合进挡，以实现变速箱的换挡。
现有变速箱中的变速操纵机构采用拉线控制变挡，需要将拉线绕设在变挡齿轮上，并需要设置拉线调节装置调节拉线的张力，以及需要设置拉线控制器控制拉线以实现变挡，对于专业爱好者具备一定的可操作性和使用乐趣。在使用过程中，拉线因为变形等原因，可能出现松脱的现象，需要对拉线进行重新调节张紧，对一些初级使用者而言，对拉线进行重新张紧调节技术难度较高，较为不便，因此，亟需提供一种改进方案，以克服上述技术问题。
发明内容
本发明针对现有技术的不足，提供一种结构简单、控制方便的电子变挡变速箱系统。
为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
本发明提供一种电子变挡变速箱系统，包括箱式变速装置及电子变挡操纵系统，所述箱式变速装置包括箱体、并列安装于箱体的主轴和副轴，所述主轴上设置有至少一个主轴齿轮，所述副轴设置有与主轴齿轮啮合的副轴齿轮，所述主轴上滑动设置有与主轴齿轮啮合的棘轮或/和副轴上安装有与副轴齿轮啮合的棘轮；
所述电子变挡操纵系统包括拨叉机构、用于驱动拨叉机构移动的变挡鼓棒、用于驱动变挡鼓棒转动变挡电机、用于给变挡电机供电的电源及用于控制变挡电机转动角位移的控制系统；所述变挡鼓棒可转动的安装于箱体，所述拨叉机构与所述棘轮驱动连接。
其中，所述控制系统还包括蓝牙模块。
其中，所述电子变挡操纵系统还包括变挡传动齿轮组，所述变挡传动齿轮组包括与变挡鼓棒驱动连接的变挡从动齿轮及与变挡电机驱动连接的变挡主动齿轮，所述变挡从动齿轮与变挡主动齿轮啮合。
其中，所述拨叉机构采用弹性结构，拨叉机构包括拔叉座、与拔叉座可转动连接的拔叉臂及用于驱动拔叉臂复位的弹性件，当拔叉臂相对拔叉座摆动时，所述弹性件驱动所述拔叉臂复位；
所述变挡鼓棒的圆周面上设置有变挡导槽，所述拔叉座的上端设置有拔叉凸柱，所述拔叉凸柱活动设置于变挡导槽内；所述拔叉臂的下端与棘轮活动连接。
其中，所述拔叉臂设置有下叉部，所述下叉部两端的内侧设置有拔桩，所述拔桩活动设置于与所述棘轮周面上的拔叉槽内。
其中，所述拔叉座的上部并列设置有两个滑动导向孔，所述拔叉座采用所述滑动导向孔套设于两条导向杆，所述两条导向杆安装于箱体。
优选的，所述拔叉座的下部设置有安装槽，所述拔叉臂设置有叉臂连接部，所述叉臂连接部采用叉臂转轴安装于安装槽；
所述弹性件为扭簧，扭簧的簧身安装于叉臂转轴，扭簧的输出端头夹持住叉臂连接部和拔叉座。
其中，所述叉臂连接部设置有容置槽，所述叉臂转轴贯穿所述容置槽，所述扭簧的簧身安装于容置槽，所述输出端头伸出容置槽后夹持拔叉座。
另一优选的，所述弹性件为弹片，所述弹片安装于拔叉座或拔叉臂，弹片夹持住拔叉臂或拔叉座。
其中，所述电源采用电池，所述电池与箱体可拆卸连接。
本发明的有益效果：
本发明提供一种电子变挡变速箱系统，实际应用时，采用电源给所述变挡电机供电，控制系统精准控制变挡电机的转动角位移，变挡电机驱动变挡鼓棒相应的转动，变挡鼓棒驱动拨叉机构移动，从而使棘轮与主轴齿轮或副轴齿轮进行啮合，以实现变挡。本发明采用控制系统精准控制变挡电机的转动角位移，变挡电机驱动变挡鼓棒转动实现电子变挡，只需要设定变挡电机对应变速箱各个挡位的转动角位移即可实现精准控制，其控制方便，变挡可靠，相对于现有的采用拉线控制变挡，其不仅结构简单，能够实现电子控制和精确定位，可以设定开机后自动复位和定位挡位，增强使用的便捷性和体验感；还有利于实现对变速箱进行电子化和智能化控制和升级，具有很强的实用性。
附图说明
图1为本发明的立体结构示意图。
图2为本发明所述的电子变挡操纵系统的立体结构示意图。
图3为本发明所述的拨叉机构的立体结构示意图。
图4为本发明所述的拨叉机构的分解结构示意图。
图5为本发明所述的拨叉机构安装棘轮后的立体结构示意图。
具体实施方式
为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例与附图对本发明作进一步的说明，实施方式提及的内容并非对本发明的限定。以下结合附图对本发明进行详细的描述。
参考图1至图5所示，一种电子变挡变速箱系统，包括箱式变速装置及电子变挡操纵系统，所述箱式变速装置包括箱体、并列安装于箱体的主轴05和副轴06，所述主轴05上设置有至少一个主轴齿轮07，所述副轴06设置有与主轴齿轮07啮合的副轴齿轮08，所述主轴05上滑动设置有与主轴齿轮07啮合的棘轮01或/和副轴06上安装有与副轴齿轮08啮合的棘轮01；所述电子变挡操纵系统包括拨叉机构5、用于驱动拨叉机构5移动的变挡鼓棒6、用于驱动变挡鼓棒6转动变挡电机7、用于给变挡电机7供电的电源8及用于控制变挡电机7转动角位移的控制系统10；所述变挡鼓棒6可转动的安装于箱体，所述拨叉机构5与所述棘轮01驱动连接。
具体的，所述主轴齿轮07和副轴齿轮08可以根据需要设置多个，主轴齿轮07和副轴齿轮08可以根据需要设置不同尺寸和系列尺寸。所述控制系统与所述电源8电连接，控制系统可采用控制电路板、电机驱动器、PLC控制单元或单片机等来实现，故不赘述。
实际应用时，采用电源8给所述变挡电机7供电，优选的，所述电源8采用电池，所述电池与箱体可拆卸连接，以便电池的更换。控制系统10精准控制变挡电机7的转动角位移，变挡电机7驱动变挡鼓棒6相应的转动，变挡鼓棒6驱动拨叉机构5移动，从而使棘轮01与主轴齿轮07或副轴齿轮08进行啮合，以实现变挡。本发明采用控制系统10精准控制变挡电机7的转动角位移，变挡电机7驱动变挡鼓棒6转动实现电子变挡，只需要设定变挡电机7对应变速箱各个挡位的转动角位移即可实现精准控制，其控制方便，变挡可靠，相对于现有的采用拉线控制变挡，其不仅结构简单，能够实现电子控制和精确定位，可以设定开机后自动复位和定位挡位，增强使用的便捷性和体验感；还有利于实现对变速箱进行电子化和智能化控制和升级，具有很强的实用性。
本实施例中，所述控制单元10还包括蓝牙模块。可以在变挡控制系统中设置蓝牙模块，从而通过蓝牙信号连接以控制变挡电机7；使用时，可设置蓝牙指拨，蓝牙指拨向控制单元10发出蓝牙脉冲信号，以控制变挡电机7的转动角位移。
本实施例中，所述电子变挡操纵系统还包括变挡传动齿轮组9，所述变挡传动齿轮组9包括与变挡鼓棒6驱动连接的变挡从动齿轮91及与变挡电机7驱动连接的变挡主动齿轮92，所述变挡从动齿轮91与变挡主动齿轮92啮合。具体的，所述变挡主动齿轮92和变挡从动齿轮91均采用锥齿轮，其变挡电机7纵向布置与箱体内，其结构紧凑，传动可靠。
为了避免现有的大部分变挡拔叉采用刚性机构，在拨叉带动棘轮与齿轮啮合进挡时，容易产生棘轮与齿轮端面棘齿硬顶而出现打齿或卡滞，在棘轮与齿轮脱挡时，容易生产硬拉棘轮造成棘齿受损现象。本实施例中，所述拨叉机构5采用弹性结构，具体的，拨叉机构5包括拔叉座1、与拔叉座1可转动连接的拔叉臂3及用于驱动拔叉臂3复位的弹性件2，当拔叉臂3相对拔叉座1摆动时，所述弹性件2驱动所述拔叉臂3复位；所述变挡鼓棒6的圆周面上设置有变挡导槽61，所述拔叉座1的上端设置有拔叉凸柱13，所述拔叉凸柱13活动设置于变挡导槽61内；所述拔叉臂3的下端与棘轮01活动连接。
具体的，所述拨叉机构5和变挡鼓棒6上的变挡导槽61可以根据需要设置一个或多个。
实际应用时，变挡电机7驱动变挡鼓棒6转动，以使变挡导槽61驱动拔叉凸柱13带动拨叉机构5移动。在拨叉机构5移动过程中，当棘轮01的棘齿与主轴齿轮07或副轴齿轮08的棘齿相碰时，拔叉臂3相对拔叉座1摆动，弹性件2又始终驱动所述拔叉臂3带动棘轮01复位，弹性件2的形变使本拨叉机构5有让位作用，避免了进挡时打齿、卡滞；从而使棘轮01与主轴齿轮07或副轴齿轮08进行啮合，以实现变挡。
本发明采用拔叉臂3和拔叉座1可转动连接，在当拔叉臂3相对拔叉座1摆动时，所述弹性件2始终驱动所述拔叉臂3复位，使得本拨叉结构具备弹性。当本拨叉机构5驱动棘轮01进挡与主轴齿轮07或副轴齿轮08啮合时有卸力作用，从而可以避免棘轮01与主轴齿轮07或副轴齿轮08端面棘齿硬顶而出现打齿或卡滞；棘轮01与主轴齿轮07或副轴齿轮08脱挡时，可以避免硬拉棘轮01造成棘齿受损。
本发明采用拔叉臂3和拔叉座1可转动连接，拔叉臂3摆动时摩擦小，使得棘轮01与主轴齿轮07或副轴齿轮08进挡和脱挡更加灵活；当拔叉臂3相对拔叉座1摆动较小角度就可以获得棘轮01较大的位移，相对现有刚性拔叉和部分弹性拔叉采用的拔叉整体位移，不仅磨损小、使用寿命长，还使得弹性件2弹性变形小，避免弹性件2提前失效，有效的延长了弹性件2、拨叉机构5和电子变挡变速箱系统的使用寿命。
本实施例中，所述拔叉臂3设置有下叉部32，所述下叉部32两端的内侧设置有拔桩321，所述拔桩321活动设置于与所述棘轮01周面上的拔叉槽011内。
本实施例中，所述拔叉座1的上部并列设置有两个滑动导向孔11，所述拔叉座1采用所述滑动导向孔11套设于两条导向杆03，所述两条导向杆03安装于箱体。工作时，拔叉座1带动整个拨叉机构和棘轮01在导向杆03移动，以实现棘轮01与主轴齿轮07或副轴齿轮08的进挡和脱挡。具体的，所述滑动导向孔11并列设置有两个，设置有两个滑动导向孔11，使拔叉座1安装于两条导向杆03上，采用这种双导向杆设计，有效地避免了拔叉座1和整个拨叉机构发生晃动和翻转，使得本电子变挡变速箱系统结构稳定，传动可靠。
本实施例中，优选的，所述拔叉座1的下部设置有安装槽12，所述拔叉臂3设置有叉臂连接部31，所述叉臂连接部31采用叉臂转轴4安装于安装槽12；所述弹性件2为扭簧，扭簧的簧身21安装于叉臂转轴4，扭簧的输出端头22夹持住叉臂连接部31和拔叉座1。具体的，所述叉臂连接部31安装于叉臂转轴4，叉臂转轴4的两端安装于安装槽12两侧的槽壁，所述叉臂连接部31容置于安装槽12内，该结构紧凑，拔叉臂3转动时稳定性好。
本实施例中，所述叉臂连接部31设置有容置槽311，所述叉臂转轴4贯穿所述容置槽311，所述扭簧的簧身21安装于容置槽311，所述输出端头22伸出容置槽311后夹持拔叉座1。将扭簧的簧身21安装于容置槽311内，从而对扭簧进行安装和定位，不仅结构稳定，安装可靠，还进一步的使得本拔叉机构5更加紧凑。
本实施例中，另一优选的，所述弹性件2为弹片，所述弹片安装于拔叉座1或拔叉臂3，弹片夹持住拔叉臂3或拔叉座1，采用在拔叉座1或拔叉臂3的一侧或两侧安装弹片，弹片夹持住拔叉臂3或拔叉座1，当拔叉臂3相对拔叉座1摆动时，弹片始终驱动拔叉臂3复位。弹性件2的形变使本弹性拨叉5有让位作用，避免了进挡时打齿、卡滞。
以上所述，仅是本发明较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明以较佳实施例公开如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当利用上述揭示的技术内容作出些许变更或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明技术是指对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的范围内。

Claims (7)

1.一种电子变挡变速箱系统，包括箱式变速装置及电子变挡操纵系统，所述箱式变速装置包括箱体、并列安装于箱体的主轴(05)和副轴(06)，所述主轴(05)上设置有至少一个主轴齿轮(07)，所述副轴(06)设置有与主轴齿轮(07)啮合的副轴齿轮(08)，所述主轴(05)上滑动设置有与主轴齿轮(07)啮合的棘轮(01)或/和副轴(06)上安装有与副轴齿轮(08)啮合的棘轮(01)；其特征在于：
所述电子变挡操纵系统包括拨叉机构(5)、用于驱动拨叉机构(5)移动的变挡鼓棒(6)、用于驱动变挡鼓棒(6)转动变挡电机(7)、用于给变挡电机(7)供电的电源(8)及用于控制变挡电机(7)转动角位移的控制系统(10)；所述变挡鼓棒(6)可转动的安装于箱体，所述拨叉机构(5)与所述棘轮(01)驱动连接；
所述电子变挡操纵系统还包括变挡传动齿轮组(9)，所述变挡传动齿轮组(9)包括与变挡鼓棒(6)驱动连接的变挡从动齿轮(91)及与变挡电机(7)驱动连接的变挡主动齿轮(92)，所述变挡从动齿轮(91)与变挡主动齿轮(92)啮合；
所述拨叉机构(5)采用弹性结构，拨叉机构(5)包括拔叉座(1)、与拔叉座(1)可转动连接的拔叉臂(3)及用于驱动拔叉臂(3)复位的弹性件(2)，当拔叉臂(3)相对拔叉座(1)摆动时，所述弹性件(2)驱动所述拔叉臂(3)复位；
所述变挡鼓棒(6)的圆周面上设置有变挡导槽(61)，所述拔叉座(1)的上端设置有拔叉凸柱(13)，所述拔叉凸柱(13)活动设置于变挡导槽(61)内；所述拔叉臂(3)的下端与棘轮(01)活动连接；
所述拔叉座(1)的下部设置有安装槽(12)，所述拔叉臂(3)设置有叉臂连接部(31)，所述叉臂连接部(31)采用叉臂转轴(4)安装于安装槽(12)；
所述弹性件(2)为扭簧，扭簧的簧身(21)安装于叉臂转轴(4)，扭簧的输出端头(22)夹持住叉臂连接部(31)和拔叉座(1)。
2.根据权利要求1所述一种电子变挡变速箱系统，其特征在于：所述控制系统还包括蓝牙模块。
3.根据权利要求1所述一种电子变挡变速箱系统，其特征在于：所述拔叉臂(3)设置有下叉部(32)，所述下叉部(32)两端的内侧设置有拔桩(321)，所述拔桩(321)活动设置于与所述棘轮(01)周面上的拔叉槽(011)内。
4.根据权利要求1所述一种电子变挡变速箱系统，其特征在于：所述拔叉座(1)的上部并列设置有两个滑动导向孔(11)，所述拔叉座(1)采用所述滑动导向孔(11)套设于两条导向杆(03)，所述两条导向杆(03)安装于箱体。
5.根据权利要求1所述一种电子变挡变速箱系统，其特征在于：所述叉臂连接部(31)设置有容置槽(311)，所述叉臂转轴(4)贯穿所述容置槽(311)，所述扭簧的簧身(21)安装于容置槽(311)，所述输出端头(22)伸出容置槽(311)后夹持拔叉座(1)。
6.根据权利要求1所述的一种电子变挡变速箱系统，其特征在于：所述弹性件(2)为弹片，所述弹片安装于拔叉座(1)或拔叉臂(3)，弹片夹持住拔叉臂(3)或拔叉座(1)。
7.根据权利要求1所述一种电子变挡变速箱系统，其特征在于：所述电源(8)采用电池，所述电池与箱体可拆卸连接。
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