背景技術(shù)：

從自行車被發(fā)明以來，人們一直在尋求一種更為簡單舒適的推進系統(tǒng)，其能夠提高自行車的可用性，從而使它們作為一種日常交通工具而被更廣泛的人群所使用。

綠色交通的普遍趨勢也鼓勵人力車輛的使用。

第一代自行車僅僅能夠支撐一位騎行者的重量。后來加入了驅(qū)動前輪的曲柄驅(qū)動踏板。之后又加入了驅(qū)動后輪的、具有上述曲柄驅(qū)動踏板的鏈條驅(qū)動器。后來又加入了手動變速裝置以更易于山地騎行。上述變速裝置是通過由裝配在后輪輪轂內(nèi)的內(nèi)部行星齒輪切換至外部行星齒輪，更通俗地說，即鏈輪而實現(xiàn)的。機動自行車形成了不同的分支，從各種類型的摩托車到電動自行車。

之后加入了換擋裝置，其在拓寬了發(fā)動機、電機和人力驅(qū)動自行車的動力范圍的同時，也要求更高的技術(shù)理解來進行操控以充分利用其優(yōu)勢。

一方面，一般的潛在騎行者并不具有操縱手動變速撥叉的技能或意愿，且通常為多個傳動比所困惑。另一方面他們又期望自動變速的便利性，由于自動變速能夠隱藏上述運作方式下的繁瑣操作和震鳴聲。

對于坐式摩托車，目前的趨勢是采用電子控制的皮帶變速裝置作為優(yōu)選的變速方式。在人力車輛中，我們尋求一種更好的低能耗機制。因此，用于操縱常見的鏈輪變速裝置的變速器、滑動離合器、自動離合器或甚至計算機化致動器都只是對于一種不盡人意的解決方案的補丁式改進。

因此，長期以來，人們需要這樣一種驅(qū)動方式，其能夠消除人們決定哪種傳動比才是某一特定地形決定所需的適宜的傳動比這一問題時的困擾，并且能夠提供平穩(wěn)、舒適、輕松的騎行。

shimano，美國專利03513726，公開了一種三級自動變速自行車輪轂，其包括：驅(qū)動套筒，其具有普通驅(qū)動鏈輪；行星齒輪機構(gòu)，其設(shè)置在所述驅(qū)動套筒和所述輪轂外殼之間；高速比傳動棘輪機構(gòu)，二者均與所述行星齒輪機構(gòu)相關(guān)聯(lián)；以及離心調(diào)速器配重，其適于根據(jù)驅(qū)動鏈輪的轉(zhuǎn)速來實現(xiàn)所述高速比傳動棘輪機構(gòu)的有效嚙合及解除嚙合。

lenoble，美國專利5976052，公開了一種用于自行車的緊湊型自動變速裝置，其中所有的鏈輪均通過中間移動元件嚙合，并裝配有由機械轉(zhuǎn)速計或電子轉(zhuǎn)速計自動控制的防逆轉(zhuǎn)棘爪。所公開的第一個裝置為直線齒輪組，其集成在密封的殼體內(nèi)，并通過完全移除驅(qū)動鏈條而將底架主軸連接至車輪主軸。其公開的第二個裝置由同軸鏈輪組成，上述同軸鏈輪由位于內(nèi)側(cè)的三個中間移動元件驅(qū)動，而上述同軸鏈輪的起始齒、棘爪和轉(zhuǎn)速計均位于外側(cè)。所公開的組件被容納在彼此正對轉(zhuǎn)動的兩個密封殼體中。

現(xiàn)有技術(shù)中公開的齒輪組件的速比傳動取決于主動輪的角速度，然而，這些系統(tǒng)并未考慮從動輪的需求或輸入，例如從動輪的轉(zhuǎn)動載荷(或?qū)嶋H為從動輪的角速度)。

hadeev，wo/2008/147236，公開了一種能夠在軸負(fù)載改變時調(diào)整傳動比的機構(gòu)。該機構(gòu)可以是例如器具減速器的形式，特別是螺絲刀、汽車離合器以及直升機或旋翼機螺旋槳的減速器。hadeev傳動比轉(zhuǎn)換器被設(shè)計為這樣一種裝置的形式：即，該裝置包括具有齒輪架和不同直徑齒輪的行星差動齒輪，上述不同直徑齒輪中的一個牢固地連接在輸出軸上以將發(fā)動機的能量傳遞到其上，第二齒輪被放置在具有確定滑動力的摩擦裝置的驅(qū)動部件上，該摩擦裝置產(chǎn)生制動力矩以及適應(yīng)性傳動比，摩擦裝置的從動部件牢固地連接至第三中心齒輪，上述第三中心齒輪可在輸出軸上自由轉(zhuǎn)動，并通過減速齒輪將轉(zhuǎn)動傳遞給第四齒輪，上述第四齒輪牢固地連接至輸出軸。

然而，長期以來，仍然需要一種可以應(yīng)用于自行車等人力裝置的簡單驅(qū)動器。需要一種能夠根據(jù)承載轉(zhuǎn)動負(fù)載的從動輪的角速度來確定從動輪上的動力源的應(yīng)用。該設(shè)備應(yīng)被封閉以隱藏前述機構(gòu)，不需維護，且優(yōu)選為一種附加在現(xiàn)有自行車群體上的“附加裝置”。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的一個目的在于，提供一種自動變速嚙合系統(tǒng)，其用于控制從動輪上的動力源的應(yīng)用，該系統(tǒng)包括至少兩個齒輪組件，每個齒輪組件安裝在至少一個中間盤上，該中間盤可轉(zhuǎn)動地連接至固定軸，每個中間盤安裝有一個或兩個齒輪組件；所述齒輪組件中的每一個具有以下結(jié)構(gòu)：

a．輸出輪，其與動力源連接并與其一致地轉(zhuǎn)動；所述輸出輪的直徑用于設(shè)定角速度傳動比以及施加給從動輪的轉(zhuǎn)矩；輸出輪安裝在固定軸上且與中間盤并排設(shè)置；

b．角速度嚙合模塊（avem），其用于實現(xiàn)輸出輪與從動輪之間的自動嚙合和解除嚙合；

每個輸出輪具有不同的直徑，用于實現(xiàn)不同的角速度傳動比和施加給從動輪的轉(zhuǎn)矩；

其中，所述至少一個中間盤安裝在所述從動輪內(nèi)側(cè)，其中，所述至少一個中間盤的外周與所述從動輪的內(nèi)周是部分接觸的，從而所述中間盤安裝在所述從動輪上并由所述從動輪帶動其轉(zhuǎn)動；

avem中的每一個均被配置為根據(jù)預(yù)定的所需的角速度傳動比以及施加給從動輪的轉(zhuǎn)矩來實現(xiàn)與所述中間盤的角速度、進而與所述從動輪的角速度相關(guān)聯(lián)的嚙合和解除嚙合；從而使得對于動力源的應(yīng)用的控制僅取決于從動輪的角速度。

本發(fā)明的另一個目的在于提供如上所述的系統(tǒng)，其中，所述avem包括：

a．棘輪，其具有至少一個輪齒；該棘輪牢固地連接至所述輸出輪并與其一致地轉(zhuǎn)動；

b．至少一個嚙合組件，包括：棘爪和配重；所述棘爪被配置為與棘輪齒相匹配；所述嚙合組件通過樞軸保持器而樞接至所述中間盤并與其一致地轉(zhuǎn)動；

c．至少一個彎曲彈簧，其固定在所述中間盤和所述配重之間；

所述彎曲彈簧用于阻止所述棘爪與所述棘輪齒發(fā)生咬合，直至由中間盤的角速度引起的所述配重的離心力使彎曲彈簧彎曲、樞轉(zhuǎn)所述嚙合組件而使棘爪與棘輪齒的咬合成為可能，從而使得動力源的動力經(jīng)由輸出輪和中間盤傳遞到從動輪上；

配重的載荷以及與其匹配的彎曲彈簧的彈簧常數(shù)k同輸出輪與從動輪通過中間盤的嚙合而所需的中間盤的角速度相關(guān)聯(lián)；

當(dāng)從動輪的角速度高于齒輪組件的角速度時，中間盤比輸出輪轉(zhuǎn)動得更快，因此棘爪從棘輪齒上分離并在棘輪齒的齒背上滑動，從而使得輸出輪同中間盤和從動輪解除嚙合；

或者，當(dāng)從動輪的角速度減小時，所述配重不再施加足夠的離心力來對抗彎曲彈簧，從而彎曲彈簧將棘爪推出并使其從與棘輪齒咬合的狀態(tài)而分離。

本發(fā)明的另一個目的在于提供如上所述的系統(tǒng)，其中，包含具有最大直徑的輸出輪的齒輪組件的配重比與其相關(guān)聯(lián)的棘爪更輕，且作為默認(rèn)選擇，所述彈簧被配置為保持棘爪與棘輪齒咬合，直至從動輪的角速度高于齒輪組件的角速度，中間盤比輸出輪轉(zhuǎn)動得更快，從而棘爪從棘輪齒上分離并在棘輪齒的齒背上滑動，以使輸出輪同中間盤和從動輪解除嚙合。

本發(fā)明的另一個目的在于提供如上所述的系統(tǒng)，其中，所述彎曲彈簧的特征在于具有相對較高的常數(shù)k，但其會在很小的偏轉(zhuǎn)下彎曲。因此，針對每個實際的考慮因素均施加恒定的力，直至其產(chǎn)生彎曲，之后，所述彈簧的特性轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂邢鄬^低的彈簧常數(shù)k2的彎曲葉片彈簧；從而使棘爪和棘輪齒之間的嚙合是非連貫的；因此，嚙合發(fā)生在相比上述解除嚙合的角速度更高的角速度下；在嚙合和解除嚙合之間配置為存在滯后。

本發(fā)明的另一個目的在于提供如上所述的系統(tǒng)，其中，所述avem包括兩個嚙合組件；所述avem還包括兩根連桿，連桿中的每一根在其第一端連接至所述棘爪，在其第二端連接至后續(xù)的配重；所述連桿用于協(xié)調(diào)所述兩個棘爪與所述棘輪齒的嚙合和解除嚙合并使其同步。

本發(fā)明的另一個目的在于提供如上所述的系統(tǒng)，其中，所述彈簧是這樣一種機構(gòu)，即，該機構(gòu)的性質(zhì)能夠滿足閾值和滯后要求。

本發(fā)明的另一個目的在于提供如上所述的系統(tǒng)，其中，所述輸出輪是被配置為連接至回轉(zhuǎn)鏈條的鏈輪。

本發(fā)明的另一個目的在于提供如上所述的系統(tǒng)，其中，所述輸出輪是被配置為連接至回轉(zhuǎn)帶的帶輪。

本發(fā)明的另一個目的在于提供如上所述的系統(tǒng)，其中，所述輸出輪是被配置為連接至回轉(zhuǎn)同步帶的齒輪。

本發(fā)明的另一個目的在于提供如上所述的系統(tǒng)，其中，所述兩個齒輪組件沿著單個所述中間盤的兩側(cè)而安裝在其所述固定軸上。

本發(fā)明的另一個目的在于提供如上所述的系統(tǒng)，其中，所述中間盤的外周包括鏈輪齒，所述從動輪的內(nèi)周包括槽口，其被配置為與所述中間盤的鏈輪齒咬合，從而使得所述中間盤由所述從動輪帶動其轉(zhuǎn)動。

本發(fā)明的另一個目的在于提供如上所述的系統(tǒng)，其中，所述中間盤和所述從動輪分別被配置為行星齒輪和內(nèi)齒輪，還包括中心齒輪；由此，所述中間盤由所述從動輪帶動其轉(zhuǎn)動。

本發(fā)明的另一個目的在于提供如上所述的系統(tǒng)，其中，該系統(tǒng)被配置為集成到交通工具中，所述交通工具是從由以下交通工具構(gòu)成的組中選出的：自行車、三輪車、四輪人力車、腳踏船、腳踏驅(qū)動人力輕型飛行器或機動車輛。

本發(fā)明的另一個目的在于提供如上所述的系統(tǒng)，其中，所述棘爪包括彈性墊，其用于柔化上述咬合、減輕棘爪和棘輪齒的磨損并平衡多個棘輪齒之間的動力傳動。

本發(fā)明的另一個目的在于提供如上所述的系統(tǒng)，其中，所述固定軸被替換為轉(zhuǎn)動軸；該轉(zhuǎn)動軸固定在所述中間盤上并與其一致地轉(zhuǎn)動。

本發(fā)明的另一個目的在于提供如上所述的系統(tǒng)，其中，所述系統(tǒng)被配置為不具有從動輪，并且其中，輸出負(fù)載連接至所述轉(zhuǎn)動軸，從而由所述轉(zhuǎn)動軸帶動其轉(zhuǎn)動；所述輸出負(fù)載選自由以下負(fù)載構(gòu)成的組中：車輪、腳踏船的踏板輪、家用發(fā)電機或被人類用作驅(qū)動力且需要齒輪的任何應(yīng)用。

本發(fā)明的另一個目的在于提供如上所述的系統(tǒng)，其中，所述動力源選自由以下動力源構(gòu)成的組中：回轉(zhuǎn)曲柄和回轉(zhuǎn)發(fā)動機。

本發(fā)明的另一個目的在于提供如上所述的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)還包括中間輪，其位于所述固定軸上并連接至所述從動輪，從而以與之相同的角速度轉(zhuǎn)動；所述中間輪被配置為容納所述至少一個中間盤，以使所述至少一個中間盤的外周與所述中間輪的內(nèi)周、而并非與所述從動輪的內(nèi)周發(fā)生部分接觸。

本發(fā)明的另一個目的在于提供如上所述的系統(tǒng)，其中，所述中間輪通過多根輻條連接至所述從動輪。

附圖說明

為了理解本發(fā)明并了解如何將其應(yīng)用在實踐中，現(xiàn)通過參考附圖而僅以非限制性示例的方式來描述多個實施例，其中

圖1：公開了用于控制從動輪上的動力源的應(yīng)用的自動變速系統(tǒng)的總體視圖；

圖2：公開了上述自動變速系統(tǒng)的細(xì)節(jié)圖；

圖3：公開了上述自動變速系統(tǒng)的詳細(xì)透視圖；以及

圖4：公開了上述自動變速器的一個實施例的總體視圖。

具體實施方式

本發(fā)明提供了一種回聲友好的、自動的、且易于使用的驅(qū)動器，其為一種向機器傳遞動力的傳動裝置，其被配置為用于自行車、三輪車、四輪人力輕型車輛和腳踏船，也可以集成在腳踏驅(qū)動人力輕型飛行器中。所述驅(qū)動器還可以被容易地結(jié)合到機動車輛中，然而，在這種情況下，由于通常兩個系統(tǒng)占據(jù)了同一個輪轂，因此需要充分利用本發(fā)明而進行一些適應(yīng)性改造。

本發(fā)明提供一種自動嚙合系統(tǒng)，其用于控制從動輪[110]上的動力源的應(yīng)用。該系統(tǒng)[100]包括至少兩個齒輪組件[200]。每個齒輪組件[200]安裝在至少一個中間盤[120]上，中間盤[120]可轉(zhuǎn)動地連接至固定軸[210]。上述中間盤[120]安裝在固定軸[210]上，中間盤[120]具有一個或兩個所述齒輪組件[200]，每個齒輪組件[200]安裝在不同側(cè)。齒輪組件[200]中的每一個具有：

a．輸出輪[130]，其與回轉(zhuǎn)動力源[160]機械連接并與其一致地轉(zhuǎn)動；其中，輸出輪[130]的直徑用于設(shè)定角速度傳動比以及施加到從動輪[110]上的轉(zhuǎn)矩；輸出輪[130]安裝在固定軸[210]上并與中間盤[120]并排設(shè)置；

b．角速度嚙合模塊（avem）[205]，其用于實現(xiàn)輸出輪[130]同從動輪[110]的自動嚙合和解除嚙合；

在一個以上輸出輪[130]中的每一個具有不同直徑的情況下，其用于實現(xiàn)不同的角速度傳動比以及施加到從動輪[110]上的轉(zhuǎn)矩；

上述至少一個中間盤[120]安裝在從動輪[110]內(nèi)側(cè)，其中，所述至少一個中間盤[120]的外周[121]與從動輪[110]的內(nèi)周[111]是部分接觸的，從而使得中間盤[120]與從動輪[110]聯(lián)接并由從動輪[110]帶動其轉(zhuǎn)動。聯(lián)接比表示最終傳動比。當(dāng)有一個以上的中間盤時，所有中間盤均同步轉(zhuǎn)動。其中一個驅(qū)動從動輪，其余則由從動輪驅(qū)動。

avem[205]中的每一個用于實現(xiàn)與中間盤[120]的角速度相關(guān)聯(lián)的嚙合和解除嚙合。上述嚙合僅取決于從動輪的預(yù)定角速度。avem中的每一個與不同的角速度傳動比以及施加在從動輪上的不同扭矩的應(yīng)用相關(guān)聯(lián)。

根據(jù)一個優(yōu)選實施例，其中，avem[205]包括：

a．棘輪[230]，其具有至少一個輪齒[235]；其中棘輪[230]牢固地連接在輸出輪[130]上并與其一致地轉(zhuǎn)動；

b．至少一個嚙合組件[270]，包括：棘爪[275]和配重[276]；棘爪[275]被配置為與棘輪齒[235]相匹配；嚙合組件[270]通過樞軸保持器[280]而樞接至中間盤[120]并與其一致地轉(zhuǎn)動；

c．至少一個彎曲彈簧[260]，其固定在中間盤[120]和配重[276]之間。

彎曲彈簧[260]用于阻止棘爪[275]與棘輪齒[235]發(fā)生咬合，直至由中間盤[120]的角速度引起的配重[276]的離心力使彎曲彈簧[260]彎曲、樞轉(zhuǎn)嚙合組件[270]而使棘爪[275]與棘輪齒[235]的咬合成為可能，從而使得動力源[160]的動力經(jīng)由輸出輪[130]和中間盤[120]傳遞到從動輪[110]上。

彎曲彈簧的性質(zhì)類似于恒力彈簧：由于其具有相對較高的彈簧常數(shù)k，且該彈簧會在經(jīng)過很小的偏轉(zhuǎn)后產(chǎn)生彎曲（屈服），且其性質(zhì)改變?yōu)閴嚎s彈簧的性質(zhì)，表現(xiàn)出低得多的彈簧系數(shù)。

配重[276]的負(fù)載和與其匹配的彎曲彈簧[260]的幾乎恒定的力f與輸出輪[130]同從動輪通過中間盤[120]的嚙合而所需的中間盤[120]的角速度相關(guān)聯(lián)。

當(dāng)從動輪[110]的角速度高于齒輪組件[200]的角速度時，中間盤[120]比輸出輪[130]轉(zhuǎn)動得更快，因此棘爪[275]從棘輪齒[235]上分離并在棘輪齒[235]的圓形齒背[236]上滑動，從而使得輸出輪[130]同中間盤[120]和從動輪[110]解除嚙合。

或者，當(dāng)從動輪[120]的角速度降低，配重[246]不再施加足夠的離心力來對抗彎曲彈簧[260]（現(xiàn)表現(xiàn)為類似壓縮彈簧），從而使得彎曲彈簧[260]將棘爪[275]推出并使其由與棘輪齒[235]咬合的狀態(tài)而分離。該過程發(fā)生在從動輪的較低角速度下從而實現(xiàn)滯后。

根據(jù)另一個實施例，包含具有最大直徑的輸出輪[131]的嚙合組件[270]中的一個嚙合組件具有零配重，其比棘爪[330]更輕，并且作為默認(rèn)選擇，壓縮彈簧[320]被配置為保持棘爪[330]與棘輪齒[235]互相咬合。當(dāng)更高轉(zhuǎn)速比的avem嚙合，從動輪[110]的角速度高于齒輪組件[200]的角速度，中間盤[120]比輸出輪[130]轉(zhuǎn)動得更快，因此棘爪[275]從棘輪齒[235]上分離并在棘輪齒[235]的齒背[236]上滑動，從而使得輸出輪[130]暫時同中間盤[120]和從動輪[110]解除嚙合。

根據(jù)另一個實施例，彎曲彈簧[260]的彈簧常數(shù)k相對較高；因此，對于每個實際的考慮因素，彈簧[260]的運動均施加恒定的力，直至其產(chǎn)生彎曲，然后彈簧[260]被配置為改變?yōu)榫哂邢鄬^低的彈簧常數(shù)k2的彎曲葉片彈簧；從而使得棘爪[275]和棘輪齒[235]之間的嚙合是非連貫的;因此，嚙合發(fā)生在高于解除嚙合角速度的角速度下；上述嚙合和解除嚙合之間配置為存在滯后。

根據(jù)另一個實施例，彈簧[320]是用于實現(xiàn)預(yù)定閾值和滯后要求的機構(gòu)。

根據(jù)另一個實施例，avem[205]包括兩個或更多嚙合組件[270]以及另外兩個連桿[510]。連桿[510]中的每一個在其第一端連接至棘爪[275]，在其第二端連接至后續(xù)的配重[276]。連桿[510]用于協(xié)調(diào)兩個或更多棘爪[275]與棘輪齒[235]的嚙合和解除嚙合并使其同步。

根據(jù)另一個實施例，彈簧[320]是壓縮彈簧。根據(jù)另一個實施例，輸出輪[130]是配置為連接至回轉(zhuǎn)鏈條[140]的鏈輪。

根據(jù)另一個實施例，輸出輪[130]是配置為連接至回轉(zhuǎn)帶[141]的帶輪。根據(jù)另一個實施例，輸出輪[130]是連接至回轉(zhuǎn)同步帶的齒輪。

根據(jù)另一個實施例，輸出輪[130]為直齒圓柱齒輪，其配置為與由電源直接驅(qū)動的另一個直齒圓柱齒輪聯(lián)接。

根據(jù)另一個實施例，中間盤[120]的外周[121]包括鏈輪齒[122]，從動輪的內(nèi)周[111]包括槽口[112]，其被配置為與中間盤的鏈輪齒[111]咬合，從而使得中間盤[120]由從動輪[110]帶動其轉(zhuǎn)動。

根據(jù)另一個實施例，中間盤[120]和從動輪分別被配置為行星齒輪和內(nèi)齒輪，還包括中心齒輪；從而中間盤[120]由從動輪[110]帶動其轉(zhuǎn)動。

根據(jù)另一個實施例，該系統(tǒng)被配置為集成到交通工具中，所述交通工具是從由以下交通工具構(gòu)成的組中選出的：自行車、三輪車、四輪人力車、腳踏船、腳踏驅(qū)動人力輕型飛行器或機動車輛。

根據(jù)另一個實施例，棘爪[275、330]包括彈性墊[277]，其用于柔化咬合、減輕棘爪[275、330]和棘輪齒[235]的磨損并平衡多個棘輪齒[235]之間的動力傳動。

根據(jù)另一個實施例，固定軸[210]被替換為轉(zhuǎn)動軸；該轉(zhuǎn)動軸固定在中間盤[120]上并與其一致地轉(zhuǎn)動。

根據(jù)另一個實施例，該系統(tǒng)被配置為不具有從動輪，并且其中，輸出負(fù)載連接至轉(zhuǎn)動軸，從而由轉(zhuǎn)動軸帶動其轉(zhuǎn)動；輸出負(fù)載選自由以下負(fù)載構(gòu)成的組中：車輪、腳踏船的踏板輪、家用發(fā)電機或被人類用作驅(qū)動力且需要齒輪的任何應(yīng)用。

根據(jù)另一個實施例，動力源[160]選自由以下動力源構(gòu)成的組中：回轉(zhuǎn)曲柄和回轉(zhuǎn)發(fā)動機。

根據(jù)一個優(yōu)選實施例，系統(tǒng)[100]還包括中間輪[115]，其位于固定軸[210]上并連接至從動輪，從而以與之相同的角速度轉(zhuǎn)動；中間輪[115]被配置為容納至少一個中間盤[120]，以使所述至少一個中間盤[120]的外周[121]與中間輪[115]的內(nèi)周、而并非與從動輪[110]的內(nèi)周[111]發(fā)生部分接觸。

中間輪[115]與轉(zhuǎn)動側(cè)壁一同構(gòu)成了容置整個變速裝置的封閉輪轂。

根據(jù)另一個實施例，中間輪[115]通過多根輻條[163]連接至從動輪。

現(xiàn)參考圖1，其示出了自動變速系統(tǒng)[100]，其用于控制角速度和從動輪[110]上的轉(zhuǎn)矩的應(yīng)用。如圖所示，兩個中間盤[120]安裝在固定軸[210]上，每個中間盤[120]具有一個齒輪組件[200]。圖1中示出的動力源[160]為自行車踏板曲柄。

圖1還示出了齒輪組件[200]，其具有：

a．輸出輪[130]，其與動力源[160]連接并與其一致地轉(zhuǎn)動；輸出輪[130]安裝在固定軸[210]上且與中間盤[120]并排設(shè)置；

b．角速度嚙合模塊（avem）[205]，其用于實現(xiàn)輸出輪[130]與從動輪[110]之間的自動嚙合和解除嚙合；

如圖所示，中間盤[120]安裝在從動輪[110]內(nèi)側(cè)，其中，中間盤[120]的外周[121]與從動輪[110]的內(nèi)周[111]是部分接觸的，從而使得中間盤[120]安裝在從動輪[110]上并由從動輪[110]帶動其轉(zhuǎn)動；

現(xiàn)參考圖2和圖3，其公開了一個優(yōu)選實施例，其中avem[205]包括：

a．棘輪[230]，其具有兩個輪齒[235]（其中一個被隱藏）；其中，棘輪[230]牢固地連接至輸出輪[130]并與其一致地轉(zhuǎn)動；

b．兩個嚙合組件[270]，每一個均包括:棘爪[275]和配重[276]；棘爪[275]被配置為每一個均與棘輪齒[235]相匹配；嚙合組件[270]通過樞軸保持器[280]而樞接至中間盤[120]并與其一致地轉(zhuǎn)動；

c．至少一個彎曲彈簧[260]，其固定在中間盤[120]和配重[276]之間。

本示例中，彎曲彈簧[260]用于阻止棘爪[275]與棘輪齒[235]發(fā)生咬合，直至由中間盤[120]的角速度引起的配重[276]的離心力使彎曲彈簧[260]彎曲、樞轉(zhuǎn)所述嚙合組件[270]而使棘爪[275]與棘輪齒[235]的咬合成為可能，從而使得動力源[160]的動力經(jīng)由輸出輪[130]和中間盤[120]傳遞到從動輪[110]上。

配重[276]的負(fù)載以及與其匹配的彎曲彈簧[260]的恒力f與輸出輪[130]通過中間盤[120]而與從動輪的嚙合所需的中間盤[120]的角速度相關(guān)聯(lián)。

當(dāng)從動輪[110]的角速度高于齒輪組件[200]的角速度時，中間盤[120]比輸出輪[130]轉(zhuǎn)動得更快，因此棘爪[275]從棘輪齒[235]上分離并在棘齒[235]的圓形齒背[236]上滑動，從而使得輸出輪[130]同中間盤[120]和從動輪[110]解除嚙合。

或者，當(dāng)從動輪[110]的角速度降低，配重[246]不再施加足夠的離心力來對抗現(xiàn)在的葉片彈簧[260]，從而使得葉片彈簧[260]將棘爪[275]推出并使其由與棘輪齒[235]咬合的狀態(tài)而分離。

根據(jù)另一個實施例，包含具有最大直徑的輸出輪[131]的嚙合組件[271]的配重[335]比棘爪[330]更輕，并且作為默認(rèn)選擇，彈簧[320]被配置為保持棘爪[330]與棘輪齒[235]互相咬合，直到當(dāng)中間盤[120]比輸出輪[130]轉(zhuǎn)動得更快時，更高轉(zhuǎn)速比的avem嚙合，從動輪[110]的角速度高于齒輪組件[200]的角速度，因此棘爪[275]從棘輪齒[235]上分離并在棘輪齒[235]的齒背[236]上滑動，從而使得輸出輪[130]暫時同中間盤[120]和從動輪[110]解除嚙合。

圖2和圖3還公開了本發(fā)明的一些實施例的詳細(xì)示例，包括：兩個承載結(jié)構(gòu)[400]，其位于從動輪輪轂的兩側(cè)，具有用于將其兩者之間進行關(guān)聯(lián)的運動傳遞裝置[410]。承載結(jié)構(gòu)[400]被配置為承載至少一個中間盤[120]，該示例中為兩個中間盤[120]。圖2a和圖3還示出了兩個齒輪組件[200、300]，其中左側(cè)齒輪組件[300]包含最大輸出輪[131]，并因此示出了彈簧[320]，作為默認(rèn)選擇，其用于保持棘爪[330]與棘輪齒[235]互相咬合，直至從動輪[110]的角速度高于齒輪組件[200]的角速度。

現(xiàn)參考圖4，其公開了另一個實施例，其中，系統(tǒng)[100]還包括中間輪[115]，其位于固定軸[210]上并連接至從動輪，從而以與之相同的角速度轉(zhuǎn)動。中間輪[115]被配置為容納至少一個中間盤[120]，以使所述至少一個中間盤[120]的外周[121]與中間輪[115]的內(nèi)周、而并非與從動輪[110]的內(nèi)周[111]部分接觸。根據(jù)另一個實施例，中間輪[115]通過多根輻條[163]連接至從動輪。圖4公開的另一個實施例為封閉輪轂，其將整個變速裝置封閉。

現(xiàn)參考圖5，其公開了該自動變速裝置的嚙合和解除嚙合的方法。在開始[610]中，作為默認(rèn)選擇，上述具有最大直徑的輸出輪被嚙合。在下一步驟[620]中，當(dāng)從動輪轉(zhuǎn)動得更快，施加在配重上的離心力通過使棘爪與棘輪齒咬合而將其次最大的（第二大）輸出輪嚙合。于是，上述最大輸出輪的棘爪在棘輪齒的圓形齒背上滑動。在下一步驟[630]中，從動輪轉(zhuǎn)動得更快，從而離心力使第n大的輸出輪與從動輪嚙合，并與第（n-1）大的輸出輪解除嚙合。一旦從動輪慢下來[640]，離心力的衰減使得第n大的輸出輪解除嚙合，并將第（n-1）大的輸出輪嚙合。最終，在最后一個步驟[650]中，當(dāng)從動輪足夠慢時，離心力的衰減使得第二大輸出輪解除嚙合，且默認(rèn)選擇（最大輸出輪）被嚙合。

本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，本發(fā)明不限于上文具體示出和描述的內(nèi)容。相反，本發(fā)明的范圍包括上文描述的特征的組合和子組合，以及本領(lǐng)域技術(shù)人員在閱讀前述描述后所能夠想到的現(xiàn)有技術(shù)中不存在的修改和變化。