CN213784250U - 一种基于电机驱动的自驱动离合装置及轮式车辆 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种基于电机驱动的自驱动离合装置及轮式车辆。该自驱动离合装置包括：转轮；与所述转轮传动连接以将动力输出的从动端；滑动设置于所述转轮内的滑块；用于引导所述滑块的移动路径的导向件所述滑块滑动设置于所述导向件上；复位件，一端与所述滑块连接，用于向所述滑块施加朝向所述脱开位置移动的回复力，所述滑块响应所述转轮的旋转而离心运动向啮合位置移动，当所述转轮的旋转速度小于设定阈值时，所述滑块向所述脱开位置移动以断开所述动力传递。本实用新型提供的自驱离合装置结构简单紧凑，且能够以较高的速度启动自驱，提高了自驱性能。

Description

一种基于电机驱动的自驱动离合装置及轮式车辆

技术领域

本实用新型涉及动力系统领域，尤其是一基于电机驱动的自驱动离合装置及轮式车辆。

背景技术

传统的手推轮式的车辆采用人力推动，如用于草坪护理的割草机和用于清理积雪的扫雪机。为了减轻人们的体力劳动，现有的割草机都配置了自驱动系统，即由单独的驱动机构驱动割草机行走，大大降低了用户的劳动强度。然而很多割草机采用的自驱动系统，由于割草机的机身重量一般较大，启动阶段驱动电机超负荷运转，在启动阶段表现出较差的驱动能力，且一般结构较复杂，体积大。

本领域需要一种新的自驱离合装置来解决上述问题。

实用新型内容

为此，本实用新型的目的之一，在于提出一种新的自驱离合装置来解决上述问题。为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种(用于轮式车辆的)基于电机驱动的自驱动离合装置，包括：

用于与动力输入结合以被驱动地绕转动轴线旋转的转轮；

能够与所述转轮传动连接以将动力输出的从动端；

滑动设置于所述转轮内的滑块，所述滑块由所述转轮驱动旋转，能够在与所述从动端啮合的传动位置和与所述从动端脱离的脱开位置之间移动，在所述传动位置，所述从动端能够与所述转轮同步转动，以实现动力传递，在所述脱开位置，所述从动端自由转动；

用于引导所述滑块的移动路径的导向件，设置在所述转轮内能够被所述转轮带动而同步旋转，所述滑块滑动设置于所述导向件上；

复位件，一端与所述滑块连接，用于向所述滑块施加朝向所述脱开位置移动的回复力，所述滑块响应所述转轮的旋转而离心运动向啮合位置移动，当所述转轮的旋转速度小于设定阈值时，所述滑块向所述脱开位置移动以断开所述动力传递。

优选的，该复位件包括复位弹簧，所述导向件包括一端与所述转轮的内壁固定连接的导柱，所述复位弹簧套设在所述导柱上，所述导柱穿设于所述滑块，所述复位弹簧一端与所述转轮的内壁相抵接，另一端抵接所述滑块，用于抵推所述滑块向脱开位置移动。

优选的，该导柱的中轴线与其中一条所述转轮的直径平行或重合，所述导柱的数量为两个，两个所述导柱同轴对称设置，每个所述导柱上穿设一个所述滑块。

优选的，该导向件还包括限位导杆，所述导杆的两端分别与所述转轮的内壁连接，所述滑块穿设于所述限位导杆上，所述限位导杆和所述导柱共同限位所述滑块的移动路径。

优选的，该限位导杆的数量为两个，两个所述导杆分别设置于所述导柱的两侧，所述限位导杆的中轴线分别与所述导柱的中轴线平行。

优选的，该从动端包括用于与驱动轴连接的联轴部和用于与所述滑块配合的啮合部，所述啮合部包括周向设置的多个凸块，相邻的所述凸块之间形成用于与所述滑块啮合的限位槽。

优选的，该联轴部数量为两个，分别设置于轴向方向上所述从动端相对的两端，用于分别与两段驱动轴传动连接。

优选的，该基于电机驱动的自驱动离合装置，还包括贯穿所述联轴部的转轴，所述转轴同轴连接所述联轴部，用于确保连接的两段所述驱动轴的旋转轴线共线。

优选的，该转轮包括设置于其周向表面的齿轮。

本申请实施例提供一种轮式车辆，包括用于提供动力输入的驱动源，其特征在于，还包括上述的基于电机驱动的自驱动离合装置，该轮式车辆为割草机。

相对于现有技术中的方案，本实用新型的优点：

本实用新型提供的基于电机驱动的自驱离合装置以及采用该自驱离合装置的割草机，采用滑动设置在转轮内的滑块，利用了在离心作用原理，使滑块在离心力作用下径向向外移动，当转速较低时，离心力不足，滑块不能与从动端啮合，当转速提高超过特定阈值，滑块在离心力作用下移动至于从动端啮合的传动位置，才能实现动力的传递。因此，在低转速阶段，自驱离合装置脱开，在较高转速时，自驱离合装置才会实现动力传递，这样降低了低转速阶段驱动源的负载，使得以较高的速度启动自驱，提高了自驱性能。

该自驱离合装置机械零件少，结构紧凑，由传递动力的驱动状态到断开动力的非驱动切换可靠迅速。在实际使用时，打开电机开关，滑块受到离心力的作用滑出触发自驱离合，关上电机开关，滑块后弹簧的作用滑出退出自动，装置响应快。

附图说明

下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步描述：

图1是根据本实用新型一实施例的结构示意图。

图2是根据本实用新型一实施例的自驱离合机构的结构示意图。

图3是根据图2所示的自驱离合机构部分功能部件拆分示意图。

图4是根据图2所示的自驱离合机构的部分功能部件拆分的示意图。

具体实施方式：

为了能够更清楚地理解本实用新型的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

实施例：

图1是根据本实用新型一实施例的自驱离合装置10与驱动轴的连接关系的结构示意图。图2是图1所示的自驱离合装置10的结构示意图。本实用新型提供的自驱离合装置10能够用于割草机，扫雪机，耕地机，播种机等轮式车辆的自驱动，上述类型的轮式车辆包括用于提供动力输入的驱动源，被驱动源带动的驱动轴以及连接在驱动轴两端的驱动轮，设置在驱动源与驱动轮之间的自驱离合装置10，驱动源通过自驱离合装置10和驱动轴带动驱动轮转动，从而向轮式车辆提供自驱动力，使轮式车辆前进。

如图1和图2所示，自驱离合装置10包括被驱动的绕转动轴线转动的转轮11，滑动设置于转轮11内的滑块15。转轮11用于与动力输入结合，能够被驱动的旋转，从而带动滑块15同步旋转，滑块15在转轮11的径向方向上可移动的设置，转轮11旋转运动，滑块15由于离心作用而向径向向外移动。自驱离合装置10还包括用于与所述滑块15传动连接的从动端12，当滑块15由于离心作用径向移动至与从动端12啮合的传动位置，滑块15能够带动从动端12一起转动，从而实现了转轮11带动从动端12同步旋转，实现动力传递。

本实施例中，转轮11包括设置于其周向表面的齿轮，该齿轮用于与动力输入结合，能够被驱动的旋转。动力输入由驱动源提供，轮式车辆还包括与驱动源连接的传动机构，传动机构包括用于与转轴11上的齿轮啮合的输出齿轮，输出齿轮与转轮11上的齿轮啮合，从而带动转轮旋转。具体的，驱动源可以是驱动电机或者驱动引擎。

滑块15由转轮11驱动旋转，能够在与从动端12啮合的传动位置和与从动端12脱离的脱开位置之间移动。在传动位置，从动端12能够与转轮11同步转动，以实现动力传递，在脱开位置，转轮11的旋转运动不能传递至从动端12，从动端12能够自由转动，不受转轮11的带动。

请参考图4，自驱离合装置10包括用于引导滑块15的移动路径的导向件和用于使滑块15向脱开位置移动的复位件。导向件设置在转轮11内能够被转轮11带动而同步旋转，滑块15滑动设置于导向件上，转轮11旋转带动导向件同步转动，进而带动滑块15同步转动。复位件用于向滑块15施加朝向脱开位置移动的回复力，由于离心力作用，滑块15在同步旋转时径向向外作离心运动，从而移动至与从动端12啮合的传动位置。当动力输入停止，转轮11的旋转速度小于设定阈值时，滑块15受到的离合作用力小于复位件的回复力，滑块15朝向脱开位置移动，在动力输入停止后自动回复至脱开位置。

具体的，请参见图3和4，复位件具体为复位弹簧16，导向件包括一端与转轮11的内壁固定连接的导柱17，导柱17穿设于滑块15中，复位弹簧16套设在导柱17上，复位弹簧16一端与转轮11的内壁相抵接，另一端抵接滑块15，用于抵推滑块15向脱开位置移动。滑块15响应转轮11的旋转而径向向外移动，压缩复位弹簧16，滑块15移动至传动位置，此时只要转轮11和滑块15保持旋转速度，在离心作用下滑块15将保持在传动位置，从而实现动力的持续输出，只有动力输入停止，转轮11的速度减小，当转轮11的旋转速度小于设定阈值时，复位弹簧16抵推滑块15，使滑块15向脱开位置移动以断开动力传递。

在其中一实施例中，滑块15的数量为两个，关于转轮11的中心对称设置，这样能够保证扭力传递的平衡性。导柱17的中轴线与转轮11的其中一条直径平行或重合，导柱17的数量对应滑块15的数量为两个，两个导柱17同轴对称设置，每个导柱17上穿设一个滑块15。当然，在其他实施方式中，导柱17也可以是一体制成的轴。

在其中一实施例中，请参见图4，导向件还包括限位导杆18，限位导杆18的两端分别与转轮11的内壁连接，滑块15穿设于限位导杆18上，限位导杆18和导柱17共同限位滑块15的移动路径。限位导杆18的数量为两个，两个限位导杆18分别设置于导柱17的两侧，且限位导杆18的中轴线分别与导柱17的中轴线平行。两个限位导杆18能够辅助定位滑块15，使滑块15在旋转的时候不抖动和自转，有效保证了滑块15的稳定支撑，能够降低自驱离合机构的运行噪音。

从动端12包括用于与滑块15配合的啮合部，啮合部包括周向设置的多个凸块，相邻的凸块之间形成用于与滑块15啮合的限位槽。本实施例中，请参见图4，从动端12包括两个对置的结合座，具体为第一结合座12a和第二结合座12b，第一结合座12a和第二结合座12b的结构相同，相互对合彼此同步旋转。第一结合座12a和第二结合座12b对合的端部处设置有多个凸块121b，第一结合座12a上的凸块(未示出)与第二结合座12b上的凸块121b一一对应设置，使得周向上相邻的凸块之间的限位槽也彼此相对设置。滑块15在旋转时，由于离心力作用向限位槽方向移动，当移动至限位槽内与限位槽啮合，此时，滑块15带动从动端12一起旋转，从而实现动力传递。

从动端12还包括用于与驱动轴连接的联轴部。请继续参见图1和图2，联轴部的数量为两个，设置在自驱离合装置10的相对的两侧。本具体实施例中，其中一个从动端12设置在第一结合座12a的输出端，其中另一个从动端12设置在第二连接座的输出端。

请参见图1，驱动轴包括两段驱动轴，分别为第一驱动轴段22a和第二驱动轴段22b，联轴部分别用于连接第一驱动轴段22a和第二驱动轴段22b。第一、二驱动轴段的另一端用于连接驱动轮。两个联轴部设置于从动端12，分别位于轴向方向上从动端12相对的两端，用于分别与两段驱动轴传动连接。

为了保证第一驱动轴段22a和第二驱动轴段22b的同轴度，确保第一驱动轴段22a和第二驱动轴段22b的中轴线共线。自驱离合装置10还包括转轴13，转轴13的轴线定义为转动轴线，转轴贯穿两个联轴部，当驱动轴段连接至联轴部上时，转轴13的两个末端分别插入第一驱动轴段22a和第二驱动轴段22b中。驱动轴由于是两段式，通过转轴13连接分别连接第一驱动轴段22a和第二驱动轴段22b，保证两段驱动轴的同轴度，使得轮式车辆的驱动轮的同轴设置，保证轮式车辆的行走平稳性。

本实施例提供的自驱离合装置10，利用滑块15在旋转过程中受到的离心力作用，由靠近转轮11中心向转轮11的径向外周移动，当转速较低时，离心力不足，滑块15不能与从动端12啮合，当转速提高超过特定阈值，滑块15在离心力作用下移动至于从动端12啮合的传动位置，才能实现动力的传递。因此，在低转速阶段，自驱离合装置10处于脱开状态，在较高转速时，自驱离合装置10才会实现动力传递，这样降低了低转速阶段驱动源的负载，使得驱动源以较高的速度驱动轮式车辆，从而以较高的自驱启动性能。可以理解的，通过调节滑块15的重量和复位弹簧16的弹性系数，可以调节自驱离合装置10切换到啮合状态所需要的转速，从而调整自驱启动的自驱扭矩和转速。

上述实施例的轮式车辆，可为手推式割草机、扫雪机等。作业时，用户发现某处为切割彻底或清扫彻底，调节自驱离合装置，手动将轮式车辆推至未切割(割草)彻底或清扫彻底处重新进行切割或清扫。这样操作简单。

上述实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人是能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本实用新型精神实质所做的等效变换或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于电机驱动的自驱动离合装置，其特征在于，包括：

用于与动力输入结合以被驱动地绕转动轴线旋转的转轮；

能够与所述转轮传动连接以将动力输出的从动端；

滑动设置于所述转轮内的滑块，所述滑块由所述转轮驱动旋转，能够在与所述从动端啮合的传动位置和与所述从动端脱离的脱开位置之间移动，在所述传动位置，所述从动端能够与所述转轮同步转动，以实现动力传递，在所述脱开位置，所述从动端自由转动；

用于引导所述滑块的移动路径的导向件，设置在所述转轮内能够被所述转轮带动而同步旋转，所述滑块滑动设置于所述导向件上；

复位件，一端与所述滑块连接，用于向所述滑块施加朝向所述脱开位置移动的回复力，所述滑块响应所述转轮的旋转而离心运动向啮合位置移动，当所述转轮的旋转速度小于设定阈值时，所述滑块向所述脱开位置移动以断开所述动力传递。

2.根据权利要求1所述的基于电机驱动的自驱动离合装置，其特征在于，所述复位件包括复位弹簧，所述导向件包括一端与所述转轮的内壁固定连接的导柱，所述复位弹簧套设在所述导柱上，所述导柱穿设于所述滑块，所述复位弹簧一端与所述转轮的内壁相抵接，另一端抵接所述滑块，用于抵推所述滑块向脱开位置移动。

3.根据权利要求2所述的基于电机驱动的自驱动离合装置，其特征在于，所述导柱的中轴线与其中一条所述转轮的直径平行或重合，所述导柱的数量为两个，两个所述导柱同轴对称设置，每个所述导柱上穿设一个所述滑块。

4.根据权利要求2所述的基于电机驱动的自驱动离合装置，其特征在于，所述导向件还包括限位导杆，所述导杆的两端分别与所述转轮的内壁连接，所述滑块穿设于所述限位导杆上，所述限位导杆和所述导柱共同限位所述滑块的移动路径。

5.根据权利要求4所述的基于电机驱动的自驱动离合装置，其特征在于，所述限位导杆的数量为两个，两个所述导杆分别设置于所述导柱的两侧，所述限位导杆的中轴线分别与所述导柱的中轴线平行。

6.根据权利要求1所述的基于电机驱动的自驱动离合装置，其特征在于，所述从动端包括用于与驱动轴连接的联轴部和用于与所述滑块配合的啮合部，所述啮合部包括周向设置的多个凸块，相邻的所述凸块之间形成用于与所述滑块啮合的限位槽。

7.根据权利要求6所述的基于电机驱动的自驱动离合装置，其特征在于，所述联轴部数量为两个，分别设置于轴向方向上所述从动端相对的两端，用于分别与两段驱动轴传动连接。

8.根据权利要求6所述的基于电机驱动的自驱动离合装置，其特征在于，还包括贯穿所述联轴部的转轴，所述转轴同轴连接所述联轴部，用于确保连接的两段所述驱动轴的旋转轴线共线。

9.根据权利要求1所述的基于电机驱动的自驱动离合装置，其特征在于，所述转轮包括设置于其周向表面的齿轮。

10.一种轮式车辆，包括用于提供动力输入的驱动源，其特征在于，还包括权利要求1-9中任一项所述的基于电机驱动的自驱动离合装置。

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