本實用新型涉及自行車技術領域，具體涉及一種差速器式傳動輪以及利用該傳動輪的差速雙驅自行車。

背景技術：

現有的自行車中，山地車和公路賽自行車都是使騎行者身體前驅俯身進行騎行，但是由于自行車為后輪驅動，騎行者俯身時會有不穩定感，影響騎行的感覺并且使騎行速度受到了局限。但是要想實現前輪驅動，同時通過前輪轉向，需要將飛輪安裝到前軸上，并且必須克服由于曲柄鏈輪和飛輪之間的相對位置和角度的變化帶來鏈條脫落的問題。

為解決上述問題，申請號為201410517212.7的中國實用新型專利申請中公開了一種萬向節式傳動輪，并且申請號為201410517634.4的中國實用新型專利申請中公開了包含上述萬向節式傳動輪的一種前輪驅動自行車，另外，公布號為WO/2016/050041、名稱為前驅自行車及差速雙驅自行車的國際專利申請中，公開了利用所述的萬向節式傳動輪所形成的前驅自行車和雙驅自行車的技術方案。

在上述專利文獻中，所采用的萬向節式傳動輪結構比較復雜，制作工序繁復，成本較高，后期維修成本高難度大，以及摩擦片對左鏈輪或右鏈輪制動的情況下，倒車存在困難的問題。

技術實現要素：

為解決上述問題，本實用新型提供一種具有棘輪制動機構的差速器式傳動輪和利用該傳動輪、能夠方便倒車的差速雙驅自行車。

本實用新型所采取的技術方案是：

一種差速器式傳動輪，其包括十字軸、設置在十字軸上的四個行星齒輪以及與所述行星齒輪嚙合的左傳動齒輪和右傳動齒輪，所述左傳動齒輪上固設有左鏈輪，所述右傳動齒輪上固設有右鏈輪；其關鍵技術在于：

所述左鏈輪和右鏈輪上分別設置有可控制的棘輪制動機構，所述棘輪制動機構作用時，相應的左鏈輪和/或右鏈輪僅能夠向后轉動。

進一步的，所述的左鏈輪和右鏈輪上設置有圓柱形凹槽，所述棘輪制動機構包括設置在所述凹槽內壁周緣的若干連續排列的卡齒，所述卡齒形成內棘輪，還包括與所述凹槽內壁對應的圓弧形制動片，所述制動片上設置有與所述內棘輪相適配的棘爪，所述制動片一端固定，另一端通過拉線控制。

進一步的，所述的左鏈輪和右鏈輪上設置有圓柱形凹槽，所述棘輪制動機構包括設置在所述凹槽內壁周緣的若干連續排列的卡齒，所述卡齒形成內棘輪，所述左鏈輪和右鏈輪還分別設置有套管，所述套管與左鏈輪和右鏈輪之間為轉動配合，所述套管上設置有與所述內棘輪相適配的棘爪，還包括固定設置的剎車裝置，所述剎車裝置在所述套管外側對其實施抱剎，或所述剎車裝置在所述所述套管內側對其實施漲剎。

一種差速雙驅自行車，其包括車架、設置在車架上的前叉、車把、前輪和后輪，其關鍵技術在于：

還包括通過固定架設置于車架上的萬向節式傳動輪和設置在車架底部的第二傳動輪總成；

所述第二傳動輪總成為差速器式傳動輪，其包括：

設置在中軸上的十字軸、設置在十字軸上的四個行星齒輪以及與所述行星齒輪嚙合的左傳動齒輪和右傳動齒輪，所述左傳動齒輪上固設有左鏈輪，所述右傳動齒輪上固設有右鏈輪，所述左傳動齒輪和右傳動齒輪通過軸承設置在安裝中軸的底管上；

所述左鏈輪通過第一鏈條與所述外輪連接，所述傳動軸上設置有第二傳動輪，所述第二傳動輪通過第二鏈條與設置在前軸上的前飛輪連接；

所述右鏈輪通過第四鏈條與設置在后軸上的后飛輪連接；

所述左鏈輪和右鏈輪分別與底管之間設置有可控制的棘輪制動機構，所述棘輪制動機構通過設置在車把上的控制器裝置控制，所述控制器裝置控制所述棘輪制動機構作用時，相應的左鏈輪和/或右鏈輪僅能夠向后轉動。

進一步的，所述的左鏈輪和右鏈輪上設置有圓柱形凹槽，所述棘輪制動機構包括設置在所述凹槽內壁周緣的若干連續排列的卡齒，所述卡齒形成內棘輪，所述底管上設置有與所述凹槽內壁對應的圓弧形制動片，所述制動片上設置有與所述內棘輪相適配的棘爪，所述制動片一端與底管連接，另一端通過拉線與車把上的旋擰控制器連接。

進一步的，所述的左鏈輪和右鏈輪上設置有圓柱形凹槽，所述棘輪制動機構包括設置在所述凹槽內壁周緣的若干連續排列的卡齒，所述卡齒形成內棘輪，所述左鏈輪和右鏈輪與所述底管之間分別設置有套管，所述套管與左鏈輪和右鏈輪之間為轉動配合，所述套管與所述底管之間為轉動配合，所述套管上設置有與所述內棘輪相適配的棘爪，所述底管上設置有剎車裝置，所述剎車裝置在所述套管外側對其實施抱剎，或所述剎車裝置在所述套管內側對其實施漲剎。

進一步的，所述傳動輪包括：

具有一中心孔的外輪，所述外輪外表面設置有適于鏈條傳動的一圈以上的輪齒；

十字連接軸，所述十字連接軸置于所述中心孔內，十字連接軸的豎軸上下兩端與外輪轉動連接；

傳動軸，所述十字連接軸的橫軸左右兩端與傳動軸轉動連接。

進一步的，所述傳動軸中間設置有長孔，所述十字連接軸位于所述長孔內，且所述橫軸左右兩端與所述長孔的側壁轉動連接。

進一步的，所述車架上設置有限制所述前叉轉動角度的限位裝置。

進一步的，所述前叉上設置有用于使所述第二鏈條張緊的鏈條張緊裝置。

進一步的，所述的鏈條張緊裝置包括一端與所述前叉鉸連的擺桿，所述擺桿自由端設置有張緊輪，所述第二鏈條與所述張緊輪嚙合，所述擺桿和所述前叉之間設置有彈簧。

進一步的，所述行星齒輪和所述十字軸之間設置有限制所述行星齒輪轉動的鎖止裝置。

進一步的，所述鎖止裝置為設置在所述十字軸軸端的鎖緊螺母。

采用上述技術方案所產生的有益效果在于：

本實用新型通過在第二傳動輪總成的左、右鏈輪上設置可控制的棘輪制動機構，當棘輪制動機構作用時，可以實現自行車前驅或者后驅的切換和控制，使左鏈輪或右鏈輪不能向前轉動，但可以向后轉動，即在倒車的時候，前輪和后輪均能夠自由轉動，不處于被鎖死的狀態，因此方便倒車操作。

本實用新型所提供的十字軸式傳動輪，其結構簡單，制作工序簡單，成本較低，將其應用在前驅和雙驅自行車中，使整個自行車的自造成本大大降低，后期維修方便。

在車架上設置限位機構，能夠限定車把和前叉在傳動輪的傳動軸可轉動的范圍內轉動，避免由于操作不當使轉動軸超出其可轉動的范圍，造成危險和設備的損壞，消除安全隱患。

在前叉上設置鏈條張緊機構，能夠防止在騎行過程中由于轉向或者顛簸導致的鏈條脫落的現象。

通過對行星輪的鎖止，可使兩個車輪當其中一個打滑時，另外一個有抓地力的車輪照常轉動。

附圖說明

為了更清楚地說明本實用新型具體實施方式或現有技術中的技術方案，下面將對具體實施方式或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本實用新型的一些實施方式，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其它的附圖。

圖1是傳動輪103的結構示意圖。

圖2是傳動軸4的結構示意圖。

圖3是傳動軸4另一實施方式的結構示意圖。

圖4是前驅自行車的結構示意圖。

圖5是雙驅自行車的結構示意圖。

圖6是雙驅自行車中第二傳動輪總成的結構示意圖。

圖7是棘輪制動機構的結構示意圖。

圖8是棘輪制動機構另一視角的結構示意圖。

圖9是鏈條張緊裝置的結構示意圖。

其中：1外輪、11外中心孔、16輪齒、2十字連接軸、21豎軸、22橫軸、4傳動軸、41長孔；

101車架、102前叉、102-1橫桿、103傳動輪、104固定架、104-2支撐軸、105第二鏈條、106飛輪、107前輪、108中軸、110第一鏈條、111聯動軸、112第三傳動輪、113第二傳動輪、115前軸、117后輪、118后軸、119后飛輪、120曲柄、121腳踏板、122底管、123第四鏈條、124擋塊；

200第二傳動輪總成、201十字軸、202行星齒輪、203左傳動齒輪、204右傳動齒輪、205左鏈輪、206右鏈輪、207凹槽、208制動片、209拉線、210卡齒、211棘爪、212套管、213剎車裝置、214鎖止裝置；

301耳板、302擺桿、303張緊輪、304彈簧。

具體實施方式

為使本實用新型的目的、技術方案和優點更加清楚，下面結合附圖和具體實施例對實用新型進行清楚、完整的描述。

實施例1

如圖1和圖2所示的一種傳動輪103，其包括具有一中心孔11的外輪1，所述外輪1外表面設置有適于鏈條傳動的一圈以上的輪齒16，所述中心孔11內設置有十字連接軸2，所述十字連接軸2包括豎軸21和橫軸22，豎軸21和橫軸22的交叉點位于所述外輪1的中心，所述十字連接軸2的豎軸21上下兩端與外輪1轉動連接；所述傳動輪103還包括傳動軸4，所述傳動軸4中間設置有長孔41，所述十字連接軸2位于所述長孔41內，且所述橫軸22左右兩端與所述長孔22的側壁轉動連接。

在所述十字連接軸4的作用下，所述傳動軸4相對于所述外輪1能夠左右擺動，也能夠上下擺動，因此在一定空間范圍內傳動軸4能夠靈活擺動。

如圖3所示為傳動輪103中傳動軸4的另一種實施方式，其中，傳動軸4的長孔41設置在其左側，轉動軸4右側延伸，用于與其他結構連接，實現傳動軸4的擺動和傳動。

如圖1-3所示，本實施例中，所述十字連接軸2具體形狀為一個矩形的小立柱，其上下端設置有用于和所述外輪內壁轉動連接的軸端，左右兩側設置有用于和傳動軸4轉動連接的軸端。

實施例2

如圖4所示的一種前驅自行車，其在現有技術的基礎上，將現有技術中的萬向節式傳動輪替換成上述的十字軸式的傳動輪103，具體結構為：包括車架101、前叉102、車把、前輪107、后輪、前軸115、中軸108、曲柄鏈輪109以及第一鏈條110，還包括設置于前軸115上的前飛輪106、設置于車架101上的固定架104、設置于固定架104上的傳動輪103、與所述傳動輪103同軸聯動的第二傳動輪113以及第二鏈條105，所述第二傳動輪113固定設置在傳動軸4上，所述曲柄鏈輪109通過第一鏈條110與傳動輪103傳動連接，第二傳動輪113通過第二鏈條105和設置于前軸115上的前飛輪106傳動連接；其中，所述傳動輪103的外輪1可旋轉的設置于固定架104上。

如圖2所示的傳動軸4，其長孔41在傳動軸4的中間位置，傳動軸左右兩端均與前叉102轉動連接，傳動軸4隨著車把和前叉102的擺動而擺動。

如圖3所示的傳動軸4，傳動軸4的長孔41設置在其左側，轉動軸4右側延伸，用于與其他結構連接，實現傳動軸4的擺動和傳動。所述第二傳動輪113固定設置在傳動軸4的左側，傳動軸4右端部與前叉102轉動連接。

作為進一步改進，所述車架101上設置有限制所述前叉102轉動角度的限位裝置，具體的，如圖9所示，可在車架101或固定架104或前叉102的左右兩側設置擋板或擋塊124，通過所述擋板或擋塊124限制前叉102的轉動幅度，避免在操作過程中使傳動輪103的傳動軸4擺動到極限位置，造成危險和裝置的損壞。

實施例3

如圖5所示的一種差速雙驅自行車，其包括車架101、設置在車架101上的前叉102、車把、前輪107和后輪117，還包括通過固定架104設置于車架101上的如實施例1中所述的傳動輪103和設置在車架101底部的第二傳動輪總成200；所述第二傳動輪總成為差速器式傳動輪，其包括：設置在中軸108上的十字軸201、設置在十字軸201上的四個行星齒輪202以及與所述行星齒輪202嚙合的左傳動齒輪203和右傳動齒輪204，所述左傳動齒輪203上固設有左鏈輪205，所述右傳動齒輪204上固設有右鏈輪206，所述左傳動齒輪203和右傳動齒輪204通過軸承設置在安裝中軸108的底管122上；所述左鏈輪205通過第一鏈條110與所述外輪1連接，所述傳動軸4上設置有第二傳動輪113，所述第二傳動輪113通過第二鏈條105與設置在前軸107上的前飛輪106連接；所述右鏈輪206通過第四鏈條123與設置在后軸118上的后飛輪119連接。

其中，上述差速雙驅自行車與現有技術的區別在于，采用實施例1中的十字軸式的傳動輪1代替萬向節式傳動輪，其結構簡單，制作方便，成本低，便于維護。

如附圖6所示，所述第二傳動輪總成200為差速器式傳動輪，其與公布號為WO/2016/050041、名稱為前驅自行車及差速雙驅自行車的國際專利申請中所公開的差速器式傳動輪結構相同，此處不再贅述，以下針對其改進的結構進行詳細描述。

現有技術中，通過一個摩擦片對左鏈輪205和右鏈輪206實施制動，從而實現前驅和后驅的切換和選擇。但是由于摩擦片對左鏈輪205和右鏈輪206是鎖死狀態，既不能向前轉動，也不能向后轉動，對左鏈輪205或右鏈輪206制動的情況下，雖然不影響自行車前進，但是自行車在倒車的時候，前輪或后輪是處于制動狀態的，因此倒車操作很不方便。

本實施例中，左鏈輪205和右鏈輪206分別與底管122之間設置有可控制的棘輪制動機構，所述棘輪制動機構通過設置在車把上的控制器裝置控制，所述控制器裝置控制所述棘輪制動機構作用時，相應的左鏈輪205或右鏈輪206僅能夠向后轉動，不能向前轉動，這樣，前輪和后輪也不會處于鎖死狀態，能夠便于倒車操作。

具體的，所述的左鏈輪205和右鏈輪206上設置有圓柱形凹槽207，所述棘輪制動機構包括設置在所述凹槽207內壁周緣的若干連續排列的卡齒210，所述卡齒形成內棘輪，所述底管122上設置有與所述凹槽207內壁對應的圓弧形制動片208，所述制動片208上設置有與所述內棘輪相適配的棘爪211，所述制動片208一端與底管122連接，另一端通過拉線209與車把上的旋擰控制器連接。當拉線209收緊時，制動片208張開，其上的棘爪211和所述內棘輪接觸作用，使相應的左鏈輪205或右鏈輪206不能向前轉動，但可以向后轉動。

如圖7和8所示，作為另一種實施方式，所述的左鏈輪205和右鏈輪206上設置有圓柱形凹槽207，所述棘輪制動機構包括設置在所述凹槽207內壁周緣的若干連續排列的卡齒210，所述卡齒形成內棘輪，所述左鏈輪205和右鏈輪206與所述底管122之間分別設置有套管212，兩個所述套管212與左鏈輪205和右鏈輪206之間為轉動配合，兩個所述套管212與所述底管122之間為轉動配合，所述套管212上設置有與所述內棘輪相適配的棘爪211，所述底管122上設置有剎車裝置213，所述剎車裝置213在所述套管212外側對其實施抱剎，或所述剎車裝置213位于所述套管212內側對其實施漲剎。即在左鏈輪205和右鏈輪206向前轉動時，由于棘輪棘爪的作用，使相應的套管212隨著左鏈輪205和右鏈輪206同步向前轉動，當通過拉線209控制所述剎車裝置213限制所述套管212自由轉動時，左鏈輪205和右鏈輪206同樣不能夠向前轉動，但是可以自由向后轉動，從而使自行車的前輪和后輪也不會處于鎖死狀態，能夠便于倒車操作。

如圖7所示，所述行星齒輪202和所述十字軸201之間設置有限制所述行星齒輪202轉動的鎖止裝置214。本實施例中，所述鎖止裝置214為設置在所述十字軸201軸端的鎖緊螺母。通過對行星輪的鎖止，可使兩個車輪當其中一個打滑時，另外一個有抓地力的車輪照常轉動。

如圖9所示，所述前叉102上設置有用于使所述第二鏈條105張緊的鏈條張緊裝置。所述的鏈條張緊裝置包括一端與所述前叉102鉸連的擺桿302，所述擺桿302自由端設置有張緊輪303，所述第二鏈條105與所述張緊輪303嚙合，所述擺桿302和所述前叉102之間設置有彈簧304。在前叉上設置鏈條張緊機構，能夠防止在騎行過程中由于轉向或者顛簸導致的鏈條脫落的現象。

另外，此差速器式傳動機構或萬向傳動機構也可用在其他需要其功能的機械設備或車輛上，比如用在電動車、摩托車、三輪車、機動車等車輛上。

最后應說明的是：以上實施例僅用以說明本實用新型的技術方案，而非對其限制；盡管參照前述實施例對本實用新型進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解：其依然可以對前述實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應技術方案的本質脫離本實用新型實施例技術方案的精神和范圍。