本發明涉及自行車的技術領域，具體涉及一種自行車用三級變速驅動裝置。

背景技術：

自行車變速器分為內變速器和外變速器兩種，外變速器是采用開放式鏈條機構為傳動系統，通過撥動安裝于自行車前方的換擋器使鏈條變換到不同的飛輪上實現不同的鏈條傳動比，由于外變速器裸露在外，因此比較容易生銹，而且容易受到外力的干擾，所以經常需要定期維護保養，內變速器主要是以行星齒輪機構作為傳動主體，被密封在花鼓內部，經過多層特殊密封材料保護，所以雨水、灰塵、油垢等無法進入，故無需定期保養，實現了免保養的優點。

技術實現要素：

為解決上述問題，本發明的目的在于提供一種適用于前輪直驅或獨輪直驅結構的三級變速驅動裝置。

為實現上述目的，本發明采取的技術方案為：一種自行車用三級變速驅動裝置，包括：傳動軸、套設于傳動軸上的輪轂及設置于傳動軸與輪轂之間的變速機構，所述變速機構包括第一行星變速器及與第一行星變速器并排設置的第二行星變速器，所述第一行星變速器包括：第一中心輪、第一行星架、第一行星輪及第一齒圈，所述第一中心輪套設于傳動軸上并與車架相固定，所述第二行星變速器包括：第二中心輪、第二行星架，第二行星輪及第二齒圈，所述第二齒圈與車架相固定，所述第二行星架與傳動軸固定連接，所述第一齒圈與第二中心輪固定連接或一體成型，所述第一行星架上安裝有第一棘爪機構，所述第一齒圈上安裝有第二棘爪機構，所述第二行星架上安裝有第三棘爪機構，所述輪轂的內壁處設有與第一棘爪機構相配合的第一棘輪、與第二棘爪機構相配合的第二棘輪及與第三棘爪機構相配合的第三棘輪，所述第一中心輪與第一行星架之間設有用于控制第一棘爪機構開閉的第一換擋套，所述第二中心輪與第一中心輪之間設有用于控制第二棘爪機構開閉的第二換擋套，所述第二換擋套套設于傳動軸上。

本發明中的一種自行車用三級變速驅動裝置進一步設置為：所述第一換擋套與第二換擋套通過聯動件實現聯動，所述聯動件徑向穿過第一換擋套、第一中心輪及第二換擋套，所述中心輪設有與聯動件相配合的第一長槽，所述第二換擋套設有與聯動件相配合的第二長槽。

本發明中的一種自行車用三級變速驅動裝置進一步設置為：所述聯動件為銷。

本發明中的一種自行車用三級變速驅動裝置進一步設置為：所述第一中心輪內設有與第二換擋套相配合的限位銷，所述第二換擋套設有與限位銷相配合的第三長槽。

本發明中的一種自行車用三級變速驅動裝置進一步設置為：所述第一換擋套的外圓周面上設有與第一棘爪機構相配合的環形凹槽。

本發明中的一種自行車用三級變速驅動裝置進一步設置為：所述傳動軸在第一中心輪的一端設有限位裝置，所述限位裝置與第一中心輪之間通過數個第一滾珠連接，所述傳動軸在第二齒圈的一端設有限位凸臺，所述限位凸臺與第二齒圈之間通過數個第二滾珠連接。

本發明中的一種自行車用三級變速驅動裝置進一步設置為：所述第一中心輪與輪轂之間通過數個第三滾珠連接，所述第二齒圈與輪轂之間通過數個第四滾珠連接。

本發明中的一種自行車用三級變速驅動裝置進一步設置為：所述第一換擋套與第一中心輪之間通過第一彈性件連接，所述第二換擋套與第一中心輪之間通過第二彈性件連接。

本發明中的一種自行車用三級變速驅動裝置進一步設置為：所述第一彈性件及第二彈性件均為彈簧。

本發明中的一種自行車用三級變速驅動裝置進一步設置為：所述第一棘爪機構、第二棘爪機構與第三棘爪機構結構相同，均包括棘爪和控制棘爪初始位置的彈性控制件。

與現有技術相比，本發明具有如下有益效果：本發明中的自行車用三級變速驅動裝置結構緊湊、安裝方便、傳動效率高、換擋牢靠，通過在輪轂內設置兩套行星變速器，從而可實現三級變速。

【附圖說明】

圖1是本發明中三級變速驅動裝置的主視結構示意圖。

圖2是本發明中三級變速驅動裝置的分解結構示意圖。

圖3是沿圖1所示A-A線的剖視結構示意圖。

圖4是第一中心輪、第一換擋套與第二換擋套的安裝結構示意圖。

圖中：1、傳動軸，10、限位裝置，11、限位凸臺，2、輪轂，20、第一棘輪，21、第二棘輪，22、第三棘輪，3、變速機構，30、第一行星變速器，300、第一中心輪，3000、第一長槽，301、第一行星架，3010、第一棘爪機構，302、第一行星輪，303、第一齒圈，3030、第二棘爪機構，31、第二行星變速器，310、第二中心輪，311、第二行星架，3110、第三棘爪機構，312、第二行星輪，313、第二齒圈，32、第一換擋套，320、環形凹槽，33、第一彈性件，34、第二換擋套，340、第二長槽，341、第三長槽，35、第二彈性件，36、聯動件，37、限位銷，4、第一滾珠，5、第二滾珠，6、第三滾珠，7、第四滾珠。

【具體實施方式】

下面通過具體實施例對本發明所述的一種自行車用三級變速驅動裝置作進一步的詳細描述。

參圖1至圖4所示，一種自行車用三級變速驅動裝置，其包括：傳動軸1、套設于傳動軸1上的輪轂2及設置于傳動軸1與輪轂2之間的變速機構3。

所述變速機構3包括第一行星變速器30及與第一行星變速器并排設置的第二行星變速器31，所述第一行星變速器30包括：第一中心輪300、第一行星架301、第一行星輪302及第一齒圈303，所述第一中心輪300套設于傳動軸1上并與車架相固定，所述第二行星變速器31包括：第二中心輪310、第二行星架311，第二行星輪312及第二齒圈313，所述第二齒圈313與車架相固定，所述第一齒圈303與第二中心輪310一體成型或固定連接，所述第一行星架301上安裝有第一棘爪機構3010，所述第一齒圈303上安裝有第二棘爪機構3030，所述第二行星架311上安裝有第三棘爪機構3110，所述輪轂2的內壁處設有與第一棘爪機構3010相配合的第一棘輪20、與第二棘爪機構3030相配合的第二棘輪21及與第三棘爪機構3110相配合的第三棘輪22。

所述第一中心輪300與第一行星架301之間設有用于控制第一棘爪機構3010開閉的第一換擋套32，所述第一換擋套32的外圓周面上設有與第一棘爪機構3010相配合的環形凹槽320。所述第一換擋套32與第一中心輪300之間通過第一彈性件33連接，所述第二中心輪310與第一中心輪300之間設有用于控制第二棘爪機構3030開閉的第二換擋套34，所述第二換擋套34套設于傳動軸1上，所述第二換擋套34與第一中心輪300之間通過第二彈性件35連接。在本實施方式中，所述第一彈性件33及第二彈性件35均為彈簧。所述第一換擋套32與第二換擋套34通過聯動件36實現聯動，所述聯動件36徑向穿過第一換擋套32、第一中心輪300及第二換擋套34，所述第一中心輪300設有與聯動件36相配合的第一長槽3000，所述第二換擋套34設有與聯動件36相配合的第二長槽340。在本實施方式中，所述聯動件36為銷，所述第一中心輪300內還設有與第二換擋套34相配合的限位銷37，所述第二換擋套34設有與限位銷37相配合的第三長槽341。

所述傳動軸1在第一中心輪300的一端設有限位裝置10，所述限位裝置10與第一中心輪300之間通過數個第一滾珠4連接，所述傳動軸1在第二齒圈313的一端設有限位凸臺11，所述限位凸臺11與第二齒圈313之間通過數個第二滾珠5連接。所述第一中心輪300與輪轂2之間通過數個第三滾珠6連接，所述第二齒圈313與輪轂2之間通過數個第四滾珠7連接。

本發明中三級變速驅動裝置的工作原理為：所述第一棘爪機構3010及第二棘爪機構3030的初始狀態均為閉合，即第一棘爪機構3010與第一棘輪20相脫離，第二棘爪機構3030與第二棘輪21相脫離，所述第三棘爪機構3110為常開狀態，即第三棘爪機構3110始終與第三棘輪22保持嚙合狀態，工作時，傳動軸1轉動，帶動第二行星架311轉動，通過第三棘爪機構3110與第三棘輪22的嚙合，輪轂2轉動，實現一級變速，當需要實現二級變速時，將第一換擋套32從右向左移動，移動到一定位置時，第一棘爪機構3010的尾部收容于第一換擋套32的環形凹槽320內，第一棘爪機構3010的頭部打開，從而使第一棘爪機構3010與第一棘輪20相嚙合，傳動軸1的轉動帶動第二行星架311轉動，通過第二行星齒輪313與第二中心輪310嚙合傳動，帶動第二中心輪310轉動，由于第二中心輪310與第一齒圈303固定連接或一體成型，第一齒圈303同步運轉，通過第一齒圈303與第一行星輪302嚙合傳動，帶動第一行星架301轉動，由于第一行星架301上的第一棘爪機構3010與輪轂2上的第一棘輪20相嚙合，因此，帶動輪轂2轉動，實現二級變速，二級變速時，由于第一棘爪機構3010的轉速大于第三棘爪機構3110的轉速，因此第三棘爪機構3110隨動。當需要實現三級變速時，將第一換擋套32繼續由右向左移動，在移動的過程中，第一棘爪機構的棘爪尾部將不再收容于第一換擋套的環形槽內，第一棘爪機構將由打開狀態變成關閉狀態，通過聯動件36的作用，第二換擋套34會跟著由右向左移動，隨著第二換擋套34的移動，第二棘爪機構3030的尾部被彈開，使得第二棘爪機構3030的頭部打開，從而使第二棘爪機構3030與第二棘輪21相嚙合，傳動軸1轉動，帶動第二行星架311轉動，通過第二行星齒輪313與第二中心輪310嚙合傳動，帶動第二中心輪310轉動，由于第二中心輪310與第一齒圈303一體成型或固定連接，因此第一齒圈303跟著轉動，由于第一齒圈303上的第二棘爪機構3030與輪轂2上的第二棘輪21相嚙合，因此輪轂2跟著轉動，實現三級變速，三級變速時由于第二棘爪機構3030的轉速大于第三棘爪機構3110的轉速，因此第三棘爪機構3110隨動。

綜上所述，本發明中的自行車用三級變速驅動裝置結構緊湊、安裝方便、傳動效率高、換擋牢靠，通過在輪轂內設置兩套行星變速器，從而可實現三級變速。

上述的實施例僅例示性說明本發明創造的原理及其功效，以及部分運用的實施例，而非用于限制本發明；應當指出，對于本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明創造構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本發明的保護范圍。