车轮的直接驱动装置
专利汇可以提供车轮的直接驱动装置专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 涉及 车轮 的 直接驱动 装置，特别是用于作机器 脚踏 车或摩托车车轮的驱动装置，其中的传动装置布置在位于车轮中部空间的封闭 轮毂 中。该传动装置包括： 超越 离合器 、齿式离合器，离心甩 块 和外碟之间的摩擦机构、减速行星 齿轮 机构、 螺旋齿 轮机构、 制动 蹄 块与轮毂壁构成的制动器等。由这些传动机构使 发动机 便于启动车轮运行，以及制动车轮，从而获得轴向尺寸小、体积小、重量轻的一种车轮直接驱动装置。，下面是车轮的直接驱动装置专利的具体信息内容。
1、一种自行车的直接驱动装置，它包括：
固定于车叉一侧的发动机;
固定于车叉上的轮轴;
绕轮轴转动的轮毂，该轮毂通过其两侧壁安装在轮轴上并可由安装在轮毂上远离发动机一侧的链轮驱动;
其特征在于，a.所说的轮轴具有一沿其轴线延伸的长孔，并且该轴中部具有两个径向相对的长形孔;
b.所说的发动机与一个齿轮箱连接，该齿轮箱内设有一级齿轮减速付，其中大齿轮套装于轮轴上，其轮毂的一端沿轮轴的轴线方向伸出齿轮箱，延伸至所说的车轴轮毂中，在大齿轮延伸进车轮轮毂中的部分具有外花键;
c.一个离合器芯，该离合器芯通过其中部的内花键孔与上述的外花键相配合，可轴向移动地套装在大齿轮的轮毂上;
d.一个由棘轮、棘爪组成的超越离合器其中棘轮可转动地安装在上述的离合器芯上，棘爪固定在该离合器芯上;
e.一个齿式离合器，它由左右两个半部组成，其中左半部固定在车轮轮毂靠近发动机的侧壁上，右半部固装在棘轮上;
f.若干离心甩块安装在上述离合器芯的外边缘处;
g.一个外碟，它与上述的离心甩块相配合构成摩擦离合器;
h.一个行星齿轮减速机构，其中，该机构的中心轮与上述的外碟通过一个轮毂构成一整体，可转动地套装在轴上，外齿圈固定在轮轴上;
i.一个滚子式超越离合器，它包括一个楔形盘，与轮毂固连的外圈，和在楔形盘和外圈之间的滚子，并且楔形盘与上述行星齿轮减速机构的行星轮臂，固连成一整体可转动地套装在上述外碟和中心轮之间的所说轮毂上。
j.一个起动控制系统，它包括弹簧挺杆推杆、直角杠杆和钢索，其中，弹簧安装在轮轴中，挺杆安装在轮轴上的长形孔中，并在上述弹簧的作用下，能推动离合器芯使上述齿式离合器保持开合状态，推杆沿轮轴中空孔的轴线方向可移动地安装在该孔中，推杆的一端顶靠在挺杆上，另一端与直角杠杆的一端连接，直角杠杆的直角端铰接在车架上，另一端与控制钢绳连接，拉动钢绳直角杠杆推动推杆，推杆又推动挺杆压缩弹簧，使所说的齿式离合器左右两端啮合。
2、按权利要求1所述的一种车轮的直接驱动装置，其特征在于：上述行星减速机构是齿轮行星减速机构。
3、按权利要求1所述的一种车轮的直接驱动装置，其特征在于：上述传动系统包括支轴固定在齿轮箱内，通过制动凸轮使制动蹄块与轮毂壁产生制动作用的制动器。
4、按权利要求1所述的一种车轮的直接驱动装置，其特征在于：上述传动系统中普通齿轮付的大齿轮被分成轮缘和轮毂两部分，其中间靠弹性套环联结。
5、按权利要求4所述的一种车轮的直接驱动装置，其特征在于，上述传动系统中的普通齿轮付是采用螺旋齿轮付或人字齿轮付。
6、按权利要求1所述的一种车轮的直接驱动装置，其特征在于：上述轮毂壁上开有维修孔，并设有可拆卸的盖板。
本发明涉及车轮的直接驱动装置，适用于各种小型车辆如机器脚踏车或摩托车，特别适于安装在普通自行车上使用。
已有的一种车轮直接驱动装置，譬如：美国专利2586702（1952年2月19日）所述的装置（如图1和图2所示）是把发动机和传动装置突出于脚踏车车轮一侧，但对于双轮的车辆来说，这样的布置方式破坏了车辆的平衡，使骑行不便，并且车架与车轴的受力也不均匀，笨重而庞大的驱动装置也影响车辆外形的美观，更重要的是车轮的踏行或直接推动不能自动地与机动行驶脱开，更说不上同时进行机动和踏行行驶。
本发明的目的是提供一种车轮的直接驱动装置，其中传动装置的大部分能布置在位于车轮中部空间的轮毂内，该轮毂的轴向尺寸不超过普通自行车后车叉的标准开挡宽度，以便能简便地装在普通自行车上。该驱动装置使自行车既可以机动行驶也可以踏行，并且可以同时机动和踏行行驶。还能实现发动机的驱动和调速的集中操纵，车轮的安全制动以及发动机和一些传动件的过载保护。该装置体积小、重量轻，当用于自行车或摩托车时，可以改善车叉或车架的受力状况，并可降低制造成本。
这种车轮的直接驱动装置，可用于各种小型车辆如机动脚踏车线摩托车，特别适用于自行车。上述驱动装置包含发动机、传动装置、固定于车架的轮轮、轮毂以及操纵装置等，上述发动机安装在车叉或车架的一侧，传动装置中仅一级齿轮付设在与发动机曲轴箱相连的齿轮箱内，其余各级减速机构均布置在位于车轮中部空间的轮毂中，传动装置中设置有超越离合器，和一个借助车轮转动而起发动机的起动机构。
该驱动装置中末级传动付采用超越离合器传递动力，机动停止时，可以在正反两方向随意推动车轮传动，而在机动过程中，还可以在遇到路面坡度过大等情况时，同时附加进行人力驱动。
该驱动装置中的起动机构通过传动系统中的齿式离合器的连接，把轮毂的转动传给发动机曲轴。发动机启动后，单向离和器如棘轮毂爪机构或超越离合器使该齿式离合器自动失效，而动力则是通过离心甩块的摩擦传递，避免了齿式离合器会打坏的现象。在超载时，超越离合器的滚子与外圈之间，及离心甩块和外碟之间的打滑，起到对发动机和一些传动件的过载保护作用。
该驱动装置中采用行星机构，特别是行星齿轮传动机构达到大降速比的目的。
该驱动装置中采用防冲击齿轮传动，例如螺旋齿轮，圆弧或渐开线人字齿轮传动，可以增加传动的平稳性。并且大齿轮缘与轮毂是分开的，在它们之间有弹性套环，以减小发动机启动时的冲击和震动。
另外，该驱动装置中的轮毂壁上，还开有便于维修的孔洞。
该驱动装置用于普通自行车或机器脚踏车时机动与人力驱动运行方式之间的转换，以及机动时的调速都是通过转向把上的手柄集中控制的。
下面借助于附图，对本发明的实施例作详细地介绍，以便更好地理解本发明的基本构思与特征。
附图说明如下：
图1是现有技术的一种驱动装置外形图。
图2是现有技术的驱动装置AOB旋转剖视示意图。
图3是本发明实施例的传动系统示意图。
图4是图3中的E-E剖视图。
图5是本发明实施例制动器的示意图。
图6是本发明实施例中的超越离合器和行星机构示意图。
根据附图，本装置包括：
固定于车叉一侧的发动机15;
固定于车叉上的轮轴31;
绕轮轴31转动的轮毂10，该轮毂10通过其两侧壁安装在轮轴31上并可由安装在轮毂10上远离发动机15一侧的链轮26驱动;
其特征在于，a.所说的轮轴31具有一沿其轴线延伸的长孔，并且该轴中部具有两个径向相对的长形孔;
b.所说的发动机15与一个齿轮箱34连接，该齿轮箱34内设有一级齿轮减速付，其中大齿轮13套装于轮轴31上，其轮毂10的一端沿轮轴31的轴线方向伸出齿轮箱34，延伸至所说的车轴轮毂10中，在大齿轮13延伸进车轮轮毂10中的部分具有外花键;
c.一个离合器芯7，该离合器芯7通过其中部的内花键孔与上述的外花键相配合，可轴向移动地套装在大齿轮13的轮毂上。
d.一个由棘轮、棘爪23组成的超越离合器其中棘轮可转动地安装在上述的离合器芯7上，棘爪23固定在该离合器芯7上。
e.一个齿式离合器，它由左右两个半部组成，其中左半部9固定在车轮轮毂靠近发动机的侧壁上，右半部8固装在棘轮上。
f.若干离心甩块21安装在上述离合器芯7的外边缘处。
g.一个外碟22，它与上述的离心甩块21相配合构成摩擦离合器。
h.一个行星齿轮减速机构，其中，该机构的中心轮29与上述的外碟22通过一个轮毂构成一整体，可转动地套装在轴31上，外齿圈33固定在轮轴31上。
i.一个滚子式超越离合器，它包括一个楔形盘27，与轮毂10固连的外圈，和在楔形盘27和外圈之间的滚子28，并且楔形盘27与上述行星齿轮减速机构的行星轮臂25，固连成一整体可转动地套装在上述外碟22和中心轮29之间的所说轮毂10上。
j.一个起动控制系统，它包括弹簧挺杆6、推杆5、直角杠杆4和钢索3，其中，弹簧安装在轮轴中，挺杆安装在轮轴上的长形孔中，并在上述弹簧的作用下，能推动离合器芯7使上述齿式离合器保持开合状态，推杆5沿轮轴31中空孔的轴线方向可移动地安装在该孔中，推杆5的一端顶靠在挺杆6上，另一端与直角杠杆4的一端连接，直角杠杆4的直角端铰接在平架上，另一端与控制钢绳3连接，拉动钢绳3直角杠杆4推动推杆5，推杆5又推动挺杆6压缩弹簧，使所说的齿式离合器左右两端啮合。
其发动机启动过程如下：在以人力驱动使车轮向前滚动或转动的过程中，将设置于车把上的手柄1，按图3上箭头A所示方向抬起，通过连接于推杆器4的钢索3牵动推杆器4一端，而推杆器4的另一端连接推杆5的右端，于是，推动杆5按图3上箭头B方向移动，同时，通过在推动杆5径向的销6推动离合器芯7，使其克服弹簧推力左移，使齿式离合器右半部8与齿式离合器左半部9相啮合，而齿式离合器左半部9是固定在轮毂10的内侧壁上，又轮毂10和车轮11是连成一体的，由于车轮正在滚动或转动（按图4所示箭头C方向滚动），于是，齿式离合器右半部8也转动，此时齿式离合器右半部8上的棘爪23通过与上述离合器芯7固接的棘轮推动离合器7转动（从图4中很明显看出），而离合器芯7通过花键套12和大齿轮13上的花键套筒连接，大齿轮13装在与发动机15相连的齿轮箱34内，并和小齿轮14啮合，小齿轮14和发动机15的曲轴3年固定连接，因而曲轴旋转，此时通电供油，则使发动机启动。在上述离合器芯7与齿式离合器的右半部齿8之间采用超越离合器，即以内圈作主动，通过滚柱带动外圈来代替上述的棘轮棘爪机构，也可以获得同样的效果。发动机启动后，松开手柄1，则齿式离合器的左右两部分8，9靠弹簧推力脱开。
上述发动机输出动力传递过程如下：发动机15启动后，通过与曲轴30固定连接的小齿轮14带动大齿轮13，经过花键套12，把大齿轮的转动传给离合器芯7使离心甩块21甩开，然后，靠离心甩块21和外碟22之间的摩擦力把转动传递到行星机构中心轮29，行星机构的内齿轮33固定在轴31上，其中心轮29的转动只有通过行星轮24，带动行星轮臂25转动。超越离合器楔形盘27固定在行星轮臂25上，该超越离合器的外圈固定于轮毂10上或与之为一体，于是，行星轮臂25的转动经过楔形盘27，滚柱28，传到轮毂10，因为整个驱动装置通过轴31的两端牢固地固定在车叉或车架32上，防止了行星轮的倒转，从而使车轮11向前滚动（如图6箭头C方向所示）。从图4所示的棘爪23与离合器芯7上棘轮部分的相互位置能明显看出，离合器芯7上的棘轮部分按箭头C方向不可能带动齿式离合器右半部8上的棘爪23，因此，即使此时齿式离合器的左右两半部8，9尚未脱开，也不会打坏齿。上述第一级传动小齿轮14与大齿轮13最好采用螺旋齿轮或人字齿轮，以达到平稳地传递运动，其中大齿轮轮缘与轮毂是分开的，在它们之间夹有弹性套环，以减小发动机启动时的冲击和震动。
同时，从图6中还能看出，由于车轮11和轮毂10是连成一体的，轮毂10的内壁带动滚柱28，但并不能带动楔形盘27，因此，机动和踏行或直接推动车轮，并不会相互干扰，还可以在机动的同时，通过踏板，链条与链轮26给车轮附加上人力驱动，应应付发动机的临时超载。
此外，当外负荷过大（譬如：路面遇阻碍或路面坡度太大等情况下面出现超载时），在上述滚柱28与车轮毂10的内壁之间，以及/或离心甩块21和外碟22之间打滑，起到对发动机和一些传动件的超载保护作用。
本发明并不限于上述实施例，还可以有各种变型，例如，可以按照通行的作法把离心摩擦离合器设在传动系统的第一级，即把尺寸（指径向尺寸）和重量较小的离心甩块，装在发动机的高速曲轴输出端上，将摩擦离合器外碟与小齿轮固连，而在发动机曲轴和小齿轮之间装一个超越离合器。
装有本发明所述车轮驱动装置的车辆（如自行车）的使用方法如下：
1.启动发动机前，可以使用任何适当的方式（如众所周知的踏板，链条及链轮踏行或直接推动）使车轮转动，此时，接通发动机的电路，同时左手把手柄1按图3上箭头A所示方向抬起，右手转动手柄2（即打开油门），此时，发动机即可启动，再继续转动手柄2调整所需的供油量，于是车辆便可以前进。
2.上述车轮停止过程：先按按钮16切断发动机15的电源，使发动机熄火，车继续滑行一段路程后停下来;若需要制动时，在按按钮16后，接着握闸杆17（与普通自行车或摩托车一样），操纵由制动凸轮18、一端固定在齿轮箱34内的支轴19和由制动蹄块20与轮毂壁构成的车轮制动器（如图5所示），使两块制动蹄块20在轮毂10内涨开起到制动作用，车轮11立刻停止滚动。
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