阅读说明：本技术 双向棘轮结构 (Bidirectional ratchet structure ) 是由 李明 于 2020-04-28 设计创作，主要内容包括：本发明公开了双向棘轮结构,属于棘轮技术领域,其包括机架、棘轮和导向盘；棘轮与所述导向盘可活动相连；机架伸入所述棘轮中并与所述棘轮配合；所述机架的结构可调节,通过调节所述机架,可切换所述机架带动所述进棘轮的转动方向。本发明公开的双向棘轮结构,机架中的棘齿两端可交替的伸入棘轮中相邻突齿的间隙中,可双向传递力矩；另外,机架可相对棘轮转动且相对转动的周数不受限制,在传递力矩时,棘齿的端面与棘轮中的侧壁面接触,能传递的力矩大。(The invention discloses a bidirectional ratchet structure, which belongs to the technical field of ratchets and comprises a rack, a ratchet and a guide disc; the ratchet wheel is movably connected with the guide disc; the frame extends into the ratchet wheel and is matched with the ratchet wheel; the structure of the rack is adjustable, and the rack can be switched to drive the rotation direction of the ratchet wheel through adjusting the rack. The invention discloses a bidirectional ratchet structure.A ratchet in a rack has two ends which can alternately extend into gaps of adjacent protruded teeth in a ratchet and can bidirectionally transmit torque; in addition, the frame can rotate relative to the ratchet wheel, the number of relative rotation cycles is not limited, when torque is transmitted, the end face of the ratchet is in contact with the side wall face in the ratchet wheel, and the transmittable torque is large.)

双向棘轮结构

技术领域

本发明涉及棘轮技术领域，尤其涉及双向棘轮结构。

背景技术

棘轮为一般工业上经常使用的元件，其作用为使得线性往复运动或旋转运动保持单一方向动力输出的机械机构，用以防止传动机构逆转。棘爪与棘轮配合，防止棘轮的逆转。棘轮结构多为单向传动。

目前，现有公告号为CN103775538B的中国专利一种双向棘轮，其中，棘轮外圈、棘轮内圈和凸轮机构同轴安装，棘轮外圈和棘轮内圈共轴线、通过滚珠转动连接，棘轮内圈外缘均匀连接n个棘齿机构，n＝2～20，凸轮机构与棘轮内圈转动连接，各棘齿机构中的圆弧形棘齿相对棘轮外圈的棘齿槽伸缩。该双向棘轮在传递顺时针力矩或逆时针力矩方向力矩时，圆弧形棘齿伸入棘齿槽中，若需要棘轮内圈轮毂与棘轮外圈发生相对转动，必须手动调整凸轮机构；手动使圆弧形棘齿从棘齿槽中伸出；另外，通过该棘轮在传递力矩时，最多只能使两个圆环形棘齿伸入棘齿槽中；传动的力矩有限。

发明内容

针对现有技术的上述不足，提出双向棘轮结构，其中，机架可相对棘轮转动且相对转动的周数不受限制，在传递力矩时，棘齿的端面与棘轮中的侧壁面接触，能传递的力矩大。

本发明解决其技术问题采用的技术方案是：

双向棘轮结构，其特征在于，包括：

机架；包括本体、多个设置在本体上的支架和多个棘齿；多个棘齿周向分布在所述本体的外壁且与所述支架可旋转相连；所述棘齿的两端分别设置有第一导向杆和第二导向杆；

棘轮；设置有凹槽，所述凹槽的内壁设置有多个周向设置的突齿；所述机架设置于凹槽中，所述棘齿中的一端伸入相邻突齿之间的间隙中；

导向盘；所述导向盘设置有第一导向槽和第二导向槽，所述第一导向杆与所述第二导向杆分别穿过所述第一导向槽和第二导向槽，所述第一导向杆与所述第二导向杆可分别在第一导向槽、第二导向槽中滑动以切换所述棘齿的两端分别伸入相邻所述突齿之间的间隙中的状态。

优选地，多个所述支架成对设置且周向分布在本体上。

优选地，所述棘齿包括顺时针棘齿和逆时针棘齿，所述顺时针棘齿与所述逆时针棘齿铰接并弹性相连，所述顺时针棘齿与所述第一导向杆相连，所述逆时针棘齿与所述第二导向杆相连。

优选地，所述棘齿还包括销轴，所述销轴穿过顺时针棘齿和逆时针棘齿，且所述销轴的两端固定在一对支架上。

优选地，所述顺时针棘齿、所述逆时针棘齿与所述销轴可旋转相连。

优选地，所述棘齿还包括弹簧片，所述弹簧片夹持所述销轴，且所述弹簧片的两端分别与顺时针棘齿、逆时针棘齿相连。

优选地，所述第一导向杆的末端设有用于防止第一导向杆从第一导向槽中伸出的第一限位块；所述第二导向杆的末端设有用于防止第二导向杆从第二导向槽中伸出的第二限位块。

优选地，所述第一导向槽和所述第二导向槽均包括第一段和第二段，所述第一段为以所述销轴投影到外盘上的所在位置点为圆心的弧形槽；所述第二段为斜槽；所述斜槽中靠近所述外盘外周的一端与所述弧形槽中靠近外盘外周的一端连通。。

优选地，所述导向盘包括内盘、外盘和多个连接杆，所述第一导向槽和第二导向槽处于所述外盘上，多个所述连接杆周向排布，所述连接杆的两端分别与所述内盘、外盘相连；所述导向盘伸入所述凹槽中，所述导向盘的下表面突出于所述棘轮的下表面。

优选地，还包括驱动轴，所述驱动轴依次穿过所述导向盘和所述机架并与所述机架键连接。

本发明至少具有以下有益效果。

1.机架中的棘齿两端可交替的伸入棘轮中相邻突齿的间隙中，双向棘轮结构可双向传递力矩。

2.机架可相对棘轮转动且相对转动的周数不受限制；可无限回旋。

3.棘齿的端面与棘轮中的侧壁面接触，且多个棘齿均可伸入突齿与突齿之间的间隙中，能传递的力矩大。

附图说明

图1为实施例中双向棘轮结构的立体结构示意图。

图2为实施例中双向棘轮结构***示意图。

图3为实施例中双向棘轮结构去除驱动轴的结构示意图。

图4为实施例中机架的结构示意图。

图5为实施例中棘齿的结构示意图。

图6为实施例中导向盘的结构示意图。

图7为图5的另一视角的结构示意图。

其中，100、机架；110、本体；120、支架；130、棘齿；131、顺时针棘齿；132、逆时针棘齿；140、第一导向杆；141、第一限位块；150、第二导向杆；151、第二限位块；200、棘轮；210、凹槽；220、突齿；300、导向盘；310、第一导向槽；311、第一段；312、第二段；320、第二导向槽；330、内盘；340、外盘；350、连接杆；400、驱动轴；10、销轴；20、弹簧片；221、侧壁；a、外表面；b、端面。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

请参照图1-图7，本发明公开了双向棘轮结构，其包括机架100、棘轮200、导向盘和驱动轴；棘轮200与所述导向盘可活动相连；机架100伸入所述棘轮200中并与所述棘轮200配合。

所述驱动轴与所述机架100相连，可带动所述棘轮200转动；所述机架100的结构可调节，通过调节所述机架100，可切换所述机架100带动所述进棘轮200的转动方向。

所述机架100处于所述棘轮200中，可相对棘轮200顺时针转动，调整所述机架100结构后，所述机架100也可相对与所述棘轮200逆时针转动。

机架100大致为中空的圆柱形；其包括本体110、多个设置在本体110上的支架120和多个棘齿130；多个棘齿130周向分布在所述本体110的外壁且与所述支架120可旋转相连；所述棘齿130的两端分别设置有第一导向杆140和第二导向杆150；

所述棘轮200设置有凹槽210，所述凹槽210的内壁设置有多个周向设置的突齿220；所述机架100设置于凹槽210中，所述棘齿130中的一端伸入相邻突齿220之间的间隙中；

所述导向盘设置有第一导向槽310和第二导向槽320，所述第一导向杆140与所述第二导向杆150分别穿过所述第一导向槽310和第二导向槽320，所述第一导向杆140与所述第二导向杆150可分别在第一导向槽310、第二导向槽320中滑动以切换所述棘齿130的两端分别伸入所述突齿220与所述突齿220之间的间隙中的状态。

转动所述导向盘时，所述第一导向槽310和第二导向槽320分别与所述第一导向杆140、第二导向杆150发生相对滑动；使得所述机架100与所述棘轮200发生相对转动，且所述棘齿130发生摆动；如初始状态为棘齿130的左端伸入所述突齿220与所述突齿220的间隙中时；驱动轴正转可驱动所述机架100转动并带动所述棘轮200顺时针转动，此时，若驱动轴反转，驱动轴带动所述机架100转动，可使得机架100相对棘轮200逆时针转动(棘轮200处于不动状态)；通过调整机架100，使得棘齿130中的右端伸入所述突齿220与突齿220中的间隙中；驱动轴反转可驱动所述机架100转动并带动所述棘轮200逆时针转动，此时，若驱动轴正转；所述驱动轴带动所述机架100转动，可使得所述机架100顺时针转动(棘轮200处于不动状态)。

多个所述支架120成对设置且周向分布在本体110上；一对中的支架120上下分布在本体110的外壁，所述棘齿130与一对支架120相连并可与该对机架100发生摆动。

棘齿130在摆动时，可切换棘齿130的两端伸入所述突齿220与所述突齿220的间隙中；具体是仅使棘齿130的左端伸入所述突齿220与所述突齿220的间隙中，或仅使所述棘齿130的右端伸入所述突齿220与所述突齿220的间隙中。

所述棘齿130包括顺时针棘齿131和逆时针棘齿132，所述顺时针棘齿131与所述逆时针棘齿132铰接并弹性相连，所述顺时针棘齿131与所述第一导向杆140相连，所述逆时针棘齿132与所述第二导向杆150相连。

在本实施例中，所述顺时针棘齿131处于所述棘齿130中的左端，所述逆时针棘齿132处于所述棘齿130中的右端；在所述顺时针棘齿131处于所述突齿220与所述突齿220的间隙中时，所述顺时针棘齿131的端面b与突齿220相抵；在所述逆时针棘齿132处于所述突齿220与所述突齿220的间隙中时，所述逆时针棘齿132的端面b与突齿220相抵。

在本实施例中，所述突齿220周向分布在所述凹槽210的内壁，多个所述棘齿130也周向分布在所述本体110的外周，所述棘齿130中的顺时针棘齿131和逆时针棘齿132可交替伸入相邻突齿220的间隙中；所有的棘齿130中的顺时针棘齿131可同时伸入相邻突齿220的间隙中；所有的棘齿130中的逆时针棘齿132也可同时伸入相邻突齿220的间隙中，与传统的棘爪和棘轮200配合相比；本申请中的棘轮200结构在传动时，其传递的力矩要大得多。

所述棘齿130还包括销轴10，所述销轴10穿过顺时针棘齿131和逆时针棘齿132，且所述销轴10的两端固定在一对支架120上。

所述顺时针棘齿131、所述逆时针棘齿132与所述销轴10可旋转相连。

在本实施例中，所述顺时针棘齿131与所述逆时针棘齿132均可相对所述销轴10转动。

所述棘齿130还包括弹簧片，所述弹簧片夹持所述销轴10，且所述弹簧片的两端分别与顺时针棘齿131、逆时针棘齿132相连。

通过弹簧片连接所述顺时针棘齿131和逆时针棘齿132，在所述顺时针棘齿131和逆时针棘齿132发生相对转动时，所述弹簧片的弹力可使所述顺时针棘齿131和逆时针棘齿132发生复位转动，使得整个棘齿130的形状回复到原始形状。

具体来说，当所述顺时针棘齿131处于相邻突齿220间的间隙中时，所述逆时针棘齿132处于相邻突齿220间的间隙外。此时，驱动轴可通过驱动所述机架100带动所述棘轮200顺时针转动；若驱动轴逆时针转动，机架100可随所述驱动轴相对棘轮200逆时针转动；因顺时针棘齿131伸入棘轮200中相邻突齿220的间隙中，在机架100逆时针转动过程中，突齿220会与顺时针棘齿131的外表面a接触；并将所述顺时针棘齿131挤出相邻突齿220间的间隙外，实现机架100与所述棘齿130的相对运动，在将所述顺时针棘齿131挤出相邻间突齿220的间隙时，所述弹簧片发生变形，当该顺时针棘齿131转动到下一个突齿220与突齿220的间隙附近时，弹簧片的弹力可使得所述顺时针棘齿131发生复位伸入相邻突齿220的间隙中，如此往复，实现机架100与所述棘轮200的相对转动，在突齿220将所述顺时针棘齿131挤出相邻突齿220间的间隙时，所述顺时针棘齿131会沿第一导向槽310中的第一段311滑动，而逆时针棘齿132因由所述第二导向槽320中第二段312限制了其位移，因此，所述逆时针棘齿132不会误伸入相邻突齿220间的间隙中而终止机架100与所述棘轮200的相对转动。

同理，逆时针棘齿132伸入相邻间突齿220的间隙时；

驱动轴可通过驱动所述机架100带动所述棘轮200逆时针转动；若驱动轴顺时针转动，机架100可随所述驱动轴相对棘轮200顺时针转动；因逆时针棘齿132伸入棘轮200中相邻突齿220的间隙中，在机架100顺时针转动过程中，突齿220会与逆时针棘齿132的外表面a接触；并将所述逆时针棘齿132挤出相邻突齿220间的间隙外，实现机架100与所述棘齿130的相对运动，在将所述逆时针棘齿132挤出相邻间突齿220的间隙时，所述弹簧片发生变形，当该逆时针棘齿132转动到下一个突齿220与突齿220的间隙附近时，弹簧片的弹力可使得所述逆时针棘齿132发生复位伸入相邻突齿220的间隙中，如此往复，实现机架100与所述棘轮200的相对转动，在突齿220将所述逆时针棘齿132挤出相邻突齿220间的间隙时，所述逆时针棘齿132会沿第二导向槽320中的第一段311滑动，而顺时针棘齿131因由所述第一导向槽310中第二段312限制了其位移，因此，所述顺时针棘齿131不会误伸入相邻突齿220间的间隙中而终止机架100与所述棘轮200的相对转动。

所述棘齿130中的顺时针棘齿131与所述逆时针棘齿132的外表面a为光顺的弧面，在所述突齿220将所述顺时针棘齿131或所述逆时针棘齿132挤出相邻突齿220之间的间隙时，并不会受到阻碍，所述顺时针棘齿131和逆时针棘齿132的端面b为平面，所述突齿220的侧壁221也为平面，所述顺时针棘齿131或所述逆时针棘齿132伸入相邻突齿220之间的间隙时；所述顺时针棘齿131或所述逆时针棘齿132的端面b与相连突齿220中某一突齿220的侧壁221相抵。

在本实施例中，所述棘齿130的总体长度大于所述突齿220与突齿220之间的间隙距离，因此，所述棘齿130中最多只有一端伸入相邻突齿220之间的间隙中；要么是顺时针棘齿131伸入相邻突齿220之间的间隙中，要么是逆时针棘齿132伸入相邻突齿220之间的间隙中。

所述第一导向杆140的末端设有用于防止第一导向杆140从第一导向槽310中伸出的第一限位块141；所述第二导向杆150的末端设有用于防止第二导向杆150从第二导向槽320中伸出的第二限位块151。

所述第一限位块141和所述第二限位块151的尺寸无法从第一导向槽310中伸出；所述第二限位块151的尺寸无法从第二导向槽320中伸出。

所述第一导向槽310和所述第二导向槽320均包括第一段311和第二段312，所述第一段311为以所述销轴10投影到外盘340上的所在位置点为圆心的弧形槽；所述第二段312为斜槽；所述斜槽中靠近所述外盘340外周的一端与所述弧形槽中靠近外盘340外周的一端连通。

所述导向盘包括内盘330、外盘340和多个连接杆，所述第一导向槽310和第二导向槽320处于所述外盘340上，多个所述连接杆周向排布，所述连接杆的两端分别与所述内盘330、外盘340相连；所述导向盘伸入所述凹槽210中，所述导向盘的下表面突出于所述棘轮200的下表面。

所述驱动轴依次穿过所述导向盘和所述机架100并与所述机架100键连接。

本发明公开的双向棘轮结构可应用到一些有无限回旋需求的装置中，例如，应用到自行车中，自行车的后轮具有无限回旋需求。

本发明公开双向棘轮结构，机架100中的棘齿130两端可交替的伸入棘轮200中相邻突齿220的间隙中，可双向传递力矩；另外，机架100可相对棘轮200转动且相对转动的周数不受限制，在传递力矩时，棘齿130的端面与棘轮200中的侧壁221面接触，能传递的力矩大。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。