技术领域
[0001] 本实用新型涉及机械传动轮技术领域以及自行车技术领域，具体为一种
万向节式传动轮和包含该传动轮的自行车。
背景技术
[0002] 现有的自行车中，山地车和公路赛自行车都是使骑行者身体前驱俯身进行骑行，但是由于自行车为
后轮驱动，骑行者俯身时会有不稳定感，影响骑行的感觉并且使骑行速度受到了局限。但是要想实现
前轮驱动，同时通过前轮转向，需要将
飞轮安装到前轴上，并且必须克服由于
曲柄链轮和飞轮之间的相对
位置和
角度的变化带来链条脱落的问题。
[0003] 为解决上述问题，
申请号为201410517212.7的中国
发明专利申请中公开了一种万向节式传动轮，并且申请号为201410517634.4的中国发明专利申请中公开了包含上述万向节式传动轮的一种前轮驱动自行车，另外，公布号为WO/2016/050041、名称为前驱自行车及差速双驱自行车的国际专利申请中，公开了利用所述的万向节式传动轮所形成的前驱自行车和双驱自行车的技术方案。
[0004] 在上述专利文献中，所采用的万向节式传动轮结构比较复杂，制作工序繁复，成本较高，后期维修成本高难度大。实用新型内容
[0005] 本实用新型所要解决的技术问题是提供一种结构简单、成本低、制作简单的万向节式传动轮和利用该传动轮的前驱及双驱自行车。
[0006] 为解决上述问题，本实用新型所采取的技术方案是：
[0007] 一种传动轮，其包括：
[0008] 具有一中心孔的外轮，所述外轮外表面设置有适于链条传动的一圈以上的
轮齿；
[0009] 十字连接轴，所述十字连接轴置于所述中心孔内，十字连接轴的竖轴上下两端与外轮转动连接；
[0010]
传动轴，所述十字连接轴的横轴左右两端与传动轴转动连接。
[0011] 进一步的，所述传动轴中间设置有长孔，所述十字连接轴位置所述长孔内，且所述横轴左右两端与所述长孔的
侧壁转动连接。
[0012] 进一步的，所述十字连接轴包括具有过孔的轴体，所述竖轴为设置在所述轴体上下端的两个
耳轴，所述横轴为设置在所述过孔左右两侧的短轴或者贯穿所述过孔的长轴，所述传动轴置于所述过孔内，且与所述横轴转动连接。
[0013] 一种前驱自行车，其包括车架、
前叉、车把、前轮、后轮、前轴、
中轴、曲柄链轮以及第一链条；
[0014] 还包括设置于前轴上的前飞轮、设置于车架上的固定架、设置于固定架上的如上所述的传动轮、与所述传动轮同轴联动的第二传动轮以及第二链条，所述曲柄链轮通过第一链条与传动轮传动连接，第二传动轮通过第二链条和设置于前轴上的前飞轮传动连接；其中，所述传动轮的外轮可旋转的设置于固定架上。
[0015] 进一步的，所述车架上设置有限制所述前叉转动角度为限位装置。
[0016] 一种差速双驱自行车，其包括车架、设置在车架上的前叉、车把、前轮和后轮；
[0017] 还包括通过固定架设置于车架上的如前所述的传动轮和设置在车架底部的第二传动轮总成；
[0018] 所述第二传动轮总成为
差速器式传动轮，其包括：
[0019] 设置在中轴上的十字轴、设置在十字轴上的四个行星
齿轮以及与所述行星齿轮
啮合的左传动齿轮和右传动齿轮，所述左传动齿轮上固设有左链轮，所述右传动齿轮上固设有右链轮，所述左传动齿轮和右传动齿轮通过
轴承设置在安装中轴的底管上；
[0020] 所述左链轮通过第一链条与所述外轮连接，所述传动轴上设置有第二传动轮，所述第二传动轮通过第二链条与设置在前轴上的前飞轮连接；
[0021] 所述右链轮通过第四链条与设置在后轴上的后飞轮连接。
[0022] 作为本实用新型的进一步改进，所述车架上设置有限制所述前叉转动角度为限位装置。
[0023] 采用上述技术方案所产生的有益效果在于：
[0024] 本实用新型所提供的十字轴式传动轮，其结构简单，制作工序简单，成本较低，在后期使用的维护和维修也比较方便，
费用低廉。
[0025] 将其应用在前驱和双驱自行车中，使整个自行车的自造成本大大降低，后期维修方便。
[0026] 在车架上设置限位机构，能够限定车把和前叉在传动轮的传动轴可转动的范围内转动，避免由于操作不当使转动轴超出其可转动的范围，造成危险和设备的损坏，消除安全隐患。
[0027] 通过在第二传动轮总成的左、右链轮上设置可控制的
棘轮制动机构，当棘轮制动机构作用时，可以实现自行车前驱或者后驱的切换和控制，使左链轮或右链轮不能向前转动，但可以向后转动，即在倒车的时候，前轮和后轮均能够自由转动，不处于被
锁死的状态，因此方便倒车操作。
附图说明
[0028] 为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或
现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，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它的附图。
[0029] 图1是传动轮103
实施例1的结构示意图。
[0030] 图2是实施例1中传动轴4的结构示意图。
[0031] 图3是实施例1中传动轴4另一实施方式的结构示意图。
[0032] 图4是传动轮103实施例2的结构示意图。
[0033] 图5是实施例2中传动轴4的结构示意图。
[0034] 图6是实施例2中传动轴4另一实施方式的结构示意图。
[0035] 图7是前驱自行车的结构示意图。
[0036] 图8是双驱自行车的结构示意图。
[0037] 图9是第二传动轮总成200的结构示意图。
[0038] 图10是双驱动自行车轴传动机构的主视结构示意图。
[0039] 图11是双驱动自行车轴传动机构的俯视结构示意图。
[0040] 其中：1外轮、11外中心孔、16轮齿、2十字连接轴、21竖轴、22横轴、4传动轴、41长孔；
[0041] 23轴体、24过孔；
[0042] 101车架、102前叉、102-1
横杆、103传动轮、104固定架、104-2
支撑轴、105第二链条、106飞轮、107前轮、108中轴、110第一链条、111联动轴、112第三传动轮、113第二传动轮、115前轴、117后轮、118后轴、119后飞轮、120曲柄、121
脚踏板、122底管、123第四链条；
[0043] 200第二传动轮总成、201十字轴、202行星齿轮、203左传动齿轮、205左链轮、206右链轮、207凹槽、208制动片、209拉线、210卡齿、211棘爪、214锁止装置；
[0044] 01第一传动轴、011第一伞齿轮、012第二伞齿轮、02第二传动轴、021第三伞齿轮、022第四伞齿轮、03第三传动轴、031第五伞齿轮、032第六伞齿轮、04左驱动伞齿轮、05右驱动伞齿轮。
具体实施方式
[0045] 为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和具体实施例对实用新型进行清楚、完整的描述。
[0046] 实施例1
[0047] 如图1和图2所示的一种传动轮103，其包括具有一中心孔11的外轮1，所述外轮1外表面设置有适于链条传动的一圈以上的轮齿16，所述中心孔11内设置有十字连接轴2，所述十字连接轴2包括竖轴21和横轴22，竖轴21和横轴22的交叉点位于所述外轮1的中心，所述十字连接轴2的竖轴21上下两端与外轮1转动连接；所述传动轮103还包括传动轴4，所述传动轴4中间设置有长孔41，所述十字连接轴2位置所述长孔41内，且所述横轴22左右两端与所述长孔41的侧壁转动连接。
[0048] 在所述十字连接轴4的作用下，所述传动轴4相对于所述外轮1能够左右摆动，也能够上下摆动，因此在一定空间范围内传动轴4能够灵活摆动。
[0049] 如图3所示为传动轮103中传动轴4的另一种实施方式，其中，传动轴4的长孔41设置在其左侧，转动轴4右侧延伸，用于与其他结构连接，实现传动轴4的摆动和传动。
[0050] 如图1-3所示，本实施例中，所述十字连接轴2具体形状为一个矩形的小立柱，其上下端设置有用于和所述外轮内壁转动连接的轴端，左右两侧设置有用于和传动轴4转动连接的轴端。
[0051] 实施例2
[0052] 如图4和图5所示，为传动轮103的另一实施方式，其中，所述十字连接轴2包括具有过孔24的轴体23，所述竖轴21为设置在所述轴体23上下端的两个耳轴，所述横轴22为设置在所述过孔24左右两侧的短轴或者贯穿所述过孔24的长轴，所述传动轴4置于所述过孔24内，且与所述横轴22转动连接。
[0053] 本实施例与实施例1相比，由于传动轴4上不需要开设长孔41，因此能够大大降低传动轴4的直径尺寸，因此使传动轴4的摆动幅度进一步增加。
[0054] 如图6所示为传动轮103中传动轴4的另一种实施方式，其中，传动轴4的长度仅为图5中的一半，只留出一端用于与其他结构连接，实现传动轴4的摆动和传动。
[0055] 实施例3
[0056] 如图7所示的一种前驱自行车，其在现有技术的
基础上，将现有技术中的万向节式传动轮替换成上述的十字轴式的传动轮103，具体结构为：包括车架101、前叉102、车把、前轮107、后轮、前轴115、中轴108、曲柄链轮109以及第一链条110，还包括设置于前轴115上的前飞轮106、设置于车架101上的固定架104、设置于固定架104上的传动轮103、与所述传动轮103同轴联动的第二传动轮113以及第二链条105，所述第二传动轮113固定设置在传动轴4上，所述曲柄链轮109通过第一链条110与传动轮103传动连接，第二传动轮113通过第二链条105和设置于前轴115上的前飞轮106传动连接；其中，所述传动轮103的外轮1可旋转的设置于固定架104上。
[0057] 如图2所示的传动轴4，其长孔41在传动轴4的中间位置，传动轴左右两端均与前叉102转动连接，传动轴4随着车把和前叉102的摆动而摆动。
[0058] 如图3所示的传动轴4，传动轴4的长孔41设置在其左侧，转动轴4右侧延伸，用于与其他结构连接，实现传动轴4的摆动和传动。所述第二传动轮113固定设置在传动轴4的侧，传动轴4右端部与前叉102转动连接。
[0059] 作为进一步改进，所述车架101上设置有限制所述前叉102转动角度为限位装置，具体的，可在车架101或固定架104的左右两侧设置
挡板或挡
块，通过所述挡板或挡块限制前叉的转动幅度，避免在操作过程中使传动轮103的传动轴4摆动到极限位置，造成危险和装置的损坏。
[0060] 实施例4
[0061] 如图8所示的一种差速双驱自行车，其包括车架101、设置在车架101上的前叉102、车把、前轮107和后轮117，还包括通过固定架104设置于车架101上的如实施例1中所述的传动轮103和设置在车架101底部的第二传动轮总成200；所述第二传动轮总成为差速器式传动轮，其包括：设置在中轴108上的十字轴201、设置在十字轴201上的四个行星齿轮202以及与所述行星齿轮202啮合的左传动齿轮203和右传动齿轮204，所述左传动齿轮203上固设有左链轮205，所述右传动齿轮204上固设有右链轮206，所述左传动齿轮203和右传动齿轮204通过轴承设置在安装中轴108的底管122上；所述左链轮205通过第一链条110与所述外轮1连接，所述传动轴4上设置有第二传动轮113，所述第二传动轮113通过第二链条105与设置在前轴115上的前飞轮106连接；所述右链轮206通过第四链条123与设置在后轴118上的后飞轮119连接。
[0062] 其中，上述差速双驱自行车与现有技术的区别在于，采用实施例1中的十字轴式的传动轮1代替万向节式传动轮，其结构简单，自作方便，成本低，便于维护。
[0063] 如附图9所示，所述第二传动轮总成200为差速器式传动轮，其与公布号为WO/2016/050041、名称为前驱自行车及差速双驱自行车的国际专利申请中所公开的差速器式传动轮结构相同，此处不再赘述。
[0064] 实施例5
[0065] 本实施例是在实施例4的基础上，将链条传动改为轴传动，轴传动效率较高，能够提高自行车的速度，节省骑行者的体
力。
[0066] 如图10和图11所示，将所述第二传动轮总成200中的左链轮205和右链轮206替换为左驱动伞齿轮04和右驱动伞齿轮05，将十字轴式的传动轮103的外轮1替换为伞齿轮，将传动轴4上的第二传动轮113替换为伞齿轮，将设置在前轴115上的飞轮106替换为伞齿轮，将后飞轮119替换为伞齿轮。
[0067] 第二传动轮总成200中的右驱动伞齿轮05通过第一传动轴01与所述后飞轮119传动连接，第一传动轴01一端通过第一伞齿轮011与后飞轮119啮合，另一端通过第二伞齿轮012与所述右驱动伞齿轮05啮合。
[0068] 第二传动轮总成200中的左驱动伞齿轮04通过第二传动轴02与所述传动轮103传动连接，第二传动轴02一端通过第三伞齿轮021与所述左驱动伞齿轮04啮合，另一端通过第四伞齿轮022与所述传动轮103的外轮1啮合。
[0069] 所述第二传动轮113通过第三传动轴03与飞轮106传动连接，所述第三传动轴03一端通过第五伞齿轮031与所述第二传动轮113啮合，另一端通过第六伞齿轮032与所述飞轮106啮合。
[0070] 上述
齿轮传动中，均采用伞齿轮传动。作为等同替换，其中任一处的伞齿轮传动均可以替换为蜗轮
蜗杆或链条或皮带等其他形式的传动。
[0071] 上述实施例中，自行车的万向节式传动轮和差速器式传动轮及链条或传动轴等相关零件可用适当材质的壳体密封起来，即保护了设备又保护了骑行者的衣物
[0072] 最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：
其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行
修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施例技术方案的精神和范围。
