該發(fā)明涉及自行車等以人力為驅(qū)動力的單車的剎車技術(shù)領(lǐng)域，更進(jìn)一步地詳細(xì)，特別涉及一種以手腕力量進(jìn)行剎車操作的手控剎車操作單元。

背景技術(shù)：

目前在單車剎車技術(shù)中個，剎車系統(tǒng)包括手控剎車單元、鋼絲套線和剎車執(zhí)行單元。鋼絲套線包括鋼絲繩和線套，其中線套是剛性的，線套的兩端固定分別固定在手控剎車單元和剎車執(zhí)行單元上，鋼絲繩穿設(shè)在線套中，且鋼絲繩兩端分別連接手柄和剎車片，通過拉動鋼絲繩，實(shí)現(xiàn)控制剎車執(zhí)行單元執(zhí)行剎車動作的目的。

目前的手控剎車單元，包括扣動桿、托架和扭簧，例如島野株式會社公開的一種手控剎車裝置中，公開號cn1131630a，就是這種結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)利用的是杠桿原理，即通過手指扣動扣動桿，實(shí)現(xiàn)鋼絲繩的移動，進(jìn)而控制剎車執(zhí)行單元產(chǎn)生剎車力度。

傳統(tǒng)的手控剎車單元都是作為一種獨(dú)立的功能部件出現(xiàn)在自行車上的，其利用手指的力量扣動控制剎車。

上述剎車結(jié)構(gòu)雖然被廣泛使用，但是弊端也是顯而易見的，例如剎車力量不夠，鋼絲繩與扣動桿之間的連接點(diǎn)繞扣動桿的旋轉(zhuǎn)中心轉(zhuǎn)動，容易產(chǎn)生應(yīng)力集中，鋼絲繩線套在車體上的布置比較凌亂。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種手控剎車單元、剎車系統(tǒng)及山地車、自行車、單車，首要解決的技術(shù)問題是提供一種以手腕力量進(jìn)行剎車操作的剎車控制單元，次要技術(shù)問題是，可以適用于現(xiàn)有的以人力為主的單車系統(tǒng)中。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為：

手控剎車操作單元，包括車把架、第一部、第二部、車把套筒和彈性復(fù)位機(jī)構(gòu)，其特征在于，

在車把架的端部通過拉栓固定第一部和第二部，車把套筒套置在第一部和第二部外側(cè)，并在車把架和車把套筒之間設(shè)置彈性復(fù)位機(jī)構(gòu)；

第一部具有：第一固件、第一大齒輪、第一小齒輪、第一齒圈、第一圓盤和線套連接件，第一固件的端部設(shè)置固定盤，固定盤上均勻的分布有若干間隔設(shè)置的圓銷柱和拉栓穿孔，所述圓銷柱上套裝第一大齒輪，并使用第一圓盤蓋緊固定，在若干第一大齒輪之間設(shè)置能轉(zhuǎn)動的第一小齒輪，

所述第一固件的階梯孔內(nèi)通過花鍵結(jié)構(gòu)配合安裝線套連接件，線套連接件和第一小齒輪軸孔之間通過螺紋配合，第一小齒輪轉(zhuǎn)動，帶動接頭部位直線移動；

所述第一圓盤上設(shè)置與圓銷柱對應(yīng)的通孔，以及與拉栓對應(yīng)的穿孔；在若干第一大齒輪的外側(cè)套置外切的第一齒圈，所述第一齒圈內(nèi)齒與若干第一大齒輪同時嚙合；

第二部具有：第二固件、第二大齒輪、第二小齒輪、第二齒圈、第二圓盤和鋼絲繩連接件，其中，所述第二固件、第二大齒輪、第二小齒輪、第二齒圈、第二圓盤分別與第一部中的第一固件、第一大齒輪、第一小齒輪、第一齒圈、第一圓盤結(jié)構(gòu)相同，安裝方向相反，所述鋼絲繩連接件包括自一端向另一端順序設(shè)置的螺紋部、花鍵部、卡接部，其中螺紋部和第二小齒輪螺旋配合；花鍵部和第二固件階梯孔內(nèi)的進(jìn)行花鍵配合，卡接部內(nèi)部具有內(nèi)部安裝有楔形塊的錐形孔，且在卡接部側(cè)壁上設(shè)置有t形開口，鋼絲繩端部通過t形開口塞入到卡接部內(nèi)，在楔形塊的作用下，鋼絲繩端部被固定；

所述第一固件和第二固件同軸設(shè)置且在兩者之間形成線套連接件和鋼絲繩連接件的安裝通道；

所述第一小齒輪和第二小齒輪中螺紋孔螺紋旋向相反；轉(zhuǎn)動車把套筒后，第一小齒輪和第二小齒輪同向轉(zhuǎn)動，由于兩者之中的螺紋旋向相反，所以兩者中的鋼絲繩連接件和線套連接件朝著相反的方向運(yùn)動，形成不同的運(yùn)動，對鋼絲繩產(chǎn)生拉力，產(chǎn)生剎車動作。

第一齒圈和第二齒圈皆與車把套筒固定連接并形成一體。

所述第二大齒輪、第二小齒輪和第二齒圈的結(jié)構(gòu)與第一部中的第一大齒輪、第二小齒輪和第二齒圈相同，且具有相同的模數(shù)。

還包括填充在第一固件、第二固件外側(cè)與車把套筒剩余空間中填充物。

所述彈性復(fù)位機(jī)構(gòu)包括車把架上的凹槽，以及位于凹槽內(nèi)的彈簧和滑塊，其中，彈簧一端固定在凹槽內(nèi)的卡扣處，另一端固定連接滑塊，滑塊能沿著弧形的凹槽進(jìn)行滑動，車把套筒套置在車把架上后，將滑塊進(jìn)行限位，且在滑塊和車把套筒之間使用螺釘連接形成一體。

在車把套筒的外端敞口處設(shè)置端蓋，端蓋上有對鋼絲繩連接件端部進(jìn)行避讓的通孔。

剎車系統(tǒng)，包括手控剎車單元、鋼絲套線和剎車執(zhí)行單元，其特征在于，所述手控剎車操作單元中的鋼絲繩通過鋼絲套線后連接剎車執(zhí)行單元中的剎車模塊，所述剎車模塊為v剎、碟剎、鉗剎、吊剎或鼓剎中的一種。

所述剎車系統(tǒng)被應(yīng)用于山地車、自行車或者單車中，且鋼絲線套沿著車架管內(nèi)部的空腔布置。

本發(fā)明的有益效果是：

1、本剎車操作單元利用人的手腕力量進(jìn)行操作，改變了傳統(tǒng)的利用手指扣動進(jìn)行剎車操作的模式，更加符合人體工程學(xué)。

2、利用轉(zhuǎn)動的方式進(jìn)行操作，由于始終握持車把，更加安全有效，能夠有效的形成連貫性，提高反映速度，提高安全性能。

3、利用齒輪傳動可以實(shí)現(xiàn)小角度轉(zhuǎn)動鋼絲繩快速移動的能力，鋼絲繩直線進(jìn)給，鋼絲繩沒有轉(zhuǎn)動動作，提高了使用的安全性能。

4、通過本剎車操作單元的應(yīng)用，可以將剎車系統(tǒng)隱藏起來，提高車輛的美觀程度，改變現(xiàn)有的單車剎車線凌亂的問題。

附圖說明

圖1為自行車的示意圖。

圖2為車把的示意圖。

圖3為第二部的裝配圖。

圖4為第一部的裝配圖。

圖5為齒圈、大齒輪、小齒輪的嚙合關(guān)系圖。

圖6為第二固件的剖視圖。

圖7為第一固件的剖視圖。

圖8為鋼絲繩連接件的示意圖。

圖9為繩套連接件的示意圖。

圖10為車把中集成的手控剎車操作單元裝配圖。

圖11為車把局部的斷面圖。

圖12為車把部分的剖視圖。

圖13為剎車系統(tǒng)原理圖。

圖中：100手控剎車單元，200鋼絲套線，300剎車執(zhí)行單元；

110車把架，111凹槽，112拉栓，113螺紋，

120第一部，121第一固件，122第一大齒輪，123第一小齒輪，124第一齒圈，125第一圓盤，126線套連接件，

1211固定盤，1212圓銷柱，1213拉栓穿孔，1214階梯孔，1215花鍵結(jié)構(gòu)，

1261接頭，12611膨大部，12612螺紋部，1262線套，1263花鍵；

130填充物，

140第二部，141第二固件，142第二大齒輪，143第二小齒輪，144第二齒圈，145第二圓盤，146鋼絲繩連接件，1461螺紋部，1462花鍵部，1463卡接部，1464楔形塊，1465t形開口，

150車把套筒，

160彈簧，161滑塊；

170端蓋。

具體實(shí)施方式

剎車系統(tǒng)，本發(fā)明中所講述的剎車系統(tǒng)指定的為一鋼絲套線為傳動的剎車系統(tǒng)，不涉及液壓控制系統(tǒng)，盡管，目前鋼絲繩傳動的油壓傳動為常見的兩種樣式。

參考圖13，剎車系統(tǒng)包括手控剎車單元100、鋼絲套線200和剎車執(zhí)行單元300。其中剎車執(zhí)行單元300可以為抱剎、鼓剎、碟剎、v剎等。

參考圖1至圖12，手控剎車單元100，包括車把架110、第一部120、填充物130、第二部140、車把套筒150、彈簧160和端蓋170，其中第一部120、填充物和第二部140依次固定在車把架的端部，車把套筒通過螺釘?shù)姆绞焦潭ㄔ诘谝徊亢偷诙客鈧?cè)，并在車把架和車把套筒之間設(shè)置有復(fù)位用的彈簧，下面通過詳細(xì)的介紹，理解其結(jié)構(gòu)精神。

現(xiàn)有的車把架110基于降低成本的考慮，采用鍍鋅、鍍鉻、鍍絡(luò)的鋼管，便于成型，本發(fā)明在傳統(tǒng)的車把架的端部進(jìn)行重新設(shè)計(jì)，形成一個環(huán)形的凹槽111，該凹槽111用于安裝彈簧160、滑塊161等元件，在端部通過焊接或者螺紋連接的方式形成三個拉栓112，拉栓長度較長，用于固定用。在拉栓的端部設(shè)置有螺紋113，通過螺母進(jìn)行緊固。

第一部120，參考圖4，具有：第一固件121、第一大齒輪122、第一小齒輪123、第一齒圈124、第一圓盤125、線套連接件126，該部分的作用在于安裝線套連接件，裝配關(guān)系參考圖4。

第一固件121整體為圓柱類零件，參考圖7，整體為筒狀，在第一固件的端部設(shè)置有一個法蘭狀的固定盤1211，固定盤上均勻的分布有三個圓銷柱1212和三個拉栓穿孔1213，且拉栓穿孔和圓銷柱間隔布置，并在圓銷柱的頂部設(shè)置螺紋孔。其中，圓銷柱1212用于第一大齒輪122的安裝，拉栓穿孔容拉栓穿過。在第一固件121的中央處設(shè)置有階梯孔1214，并在階梯孔內(nèi)通過花鍵結(jié)構(gòu)1215配合安裝線套連接件。

本處的線套連接件126包括線套1262和固定在線套端部的接頭1261，參考圖9，線套1262為鋼絲線套的一部分，具有一定剛度，通常采用鋼片螺旋制作而成，廣泛存在于線剎結(jié)構(gòu)的剎車系統(tǒng)中。接頭1261包括膨大部12611和螺紋部12612，其中膨大部用于和上述階梯孔配合，并在膨大部外表面設(shè)置花鍵1263。螺紋部為正向螺旋，即螺紋走向?yàn)橛倚?，設(shè)置在螺紋部外側(cè)，參考圖9。接頭部分與現(xiàn)有的線套是不同的，可以適應(yīng)于本發(fā)明的特殊結(jié)構(gòu)。

三個第一大齒輪122分別套裝在三個圓銷柱上，可以自由轉(zhuǎn)動。在三個第一大齒輪之間的中央位置設(shè)置一個第一小齒輪123，第一小齒輪與階梯孔同軸，在第一小齒輪123的通孔中設(shè)置螺紋孔，該螺紋孔用于和接頭部位的螺紋部進(jìn)行配合。容易理解，第一小齒輪轉(zhuǎn)動，帶動接頭部位直線移動。

第一圓盤1211上設(shè)置有三個與圓銷柱對應(yīng)的通孔，以及三個與拉栓對應(yīng)的穿孔，三個與圓銷柱對應(yīng)的通孔處通過安裝三個螺釘將第一圓盤固定，同時在三個第一大齒輪的外側(cè)套置一個第一齒圈，第一齒圈124同時與上述的三個第一大齒輪嚙合。容易理解當(dāng)傳動比為1；5；5時，第一大齒圈轉(zhuǎn)動1周，第一小齒輪轉(zhuǎn)動25周。

上述的第一部120通過拉栓固定在車把架的外側(cè)，安裝方向?yàn)榈谝淮簖X圈靠近車把架，第一齒圈被車把架端部和第一固件端部在軸向方向上進(jìn)行限位，第一齒圈124僅僅具有轉(zhuǎn)動的功能。在第一齒圈124的齒圈上設(shè)置有螺紋孔或者銷孔1241，用于和車把套筒進(jìn)行連接。上述的螺紋孔或者銷孔應(yīng)該避開齒的設(shè)置部位。

第二部140，參考圖3，具有：第二固件141、第二大齒輪142、第二小齒輪143、第二齒圈144、第二圓盤145、鋼絲繩連接件146，該部分的作用在于安裝線套連接件，裝配關(guān)系參考圖3。

第二固件141整體為圓柱類零件，整體為筒狀，結(jié)構(gòu)上與第一固件相類似，參考圖6，在第二固件的端部設(shè)置有一個法蘭狀的固定盤，固定盤上均勻的分布有三個圓銷柱和三個拉栓穿孔，且拉栓穿孔和圓銷柱間隔布置，并在圓銷柱的頂部設(shè)置螺紋孔。其中，圓銷柱用于第二大齒輪的安裝，拉栓穿孔容拉栓穿過。在第二固件的中央處設(shè)置有階梯孔，并在階梯孔內(nèi)通過花鍵結(jié)構(gòu)配合安裝鋼絲繩連接件。

上述的第二大齒輪、第二小齒輪和第二齒圈的結(jié)構(gòu)與第一部中的第一大齒輪、第二小齒輪和第二齒圈相同，且具有相同的模數(shù)。

本處的鋼絲繩連接件146包括自一端向另一端順序設(shè)置的螺紋部1461、花鍵部1642、卡接部1463，其中螺紋部1461為反向螺紋柱，即，螺紋走向?yàn)樽笮?，用于和第二小齒輪螺旋配合。

花鍵部1462用于和第二固件中的階梯孔內(nèi)的花鍵進(jìn)行配合，使得本鋼絲繩連接件僅僅具有軸向移動的功能，不可轉(zhuǎn)動。

卡接部1463，參考圖9，位于鋼絲繩210連接件的一端，在卡接部的內(nèi)部具有一個錐形孔，內(nèi)安裝楔形塊1464，且在卡接部側(cè)壁上設(shè)置有一個t形開口1465，鋼絲繩210端部通過t形開口塞入到卡接部內(nèi)，同時，在內(nèi)部楔形塊的作用下，鋼絲繩端部被固定在內(nèi)部，且楔形塊的存在，使得鋼絲繩的對中性能良好，加持效果更好。

三個第二大齒輪分別套裝在三個圓銷柱上，可以自由轉(zhuǎn)動。在三個第二大齒輪之間的中央位置設(shè)置一個第二小齒輪，第二小齒輪與階梯孔同軸，在第二小齒輪的通孔中設(shè)置螺紋孔，該螺紋孔用于和鋼絲繩連接件的螺紋部進(jìn)行配合。容易理解，第二小齒輪轉(zhuǎn)動，帶動接頭部位直線移動，與第一部分相類似。

第二圓盤上設(shè)置有三個與圓銷柱對應(yīng)的通孔，以及三個與拉栓對應(yīng)的穿孔，三個與圓銷柱對應(yīng)的通孔處通過安裝三個螺釘將第二圓盤固定，同時在三個第二大齒輪的外側(cè)套置一個第二大齒圈，第二大齒圈同時與上述的三個第二大齒輪嚙合。容易理解當(dāng)傳動比為1；5；5時，第二大齒圈轉(zhuǎn)動1周，第二小齒輪轉(zhuǎn)動25周。

安裝方向與第一部相反，上述的第二部140通過拉栓固定在車把架的外側(cè)，安裝方向?yàn)榈诙X圈在遠(yuǎn)離車把架方向，第二齒圈144被車把架端蓋170和第二固件141端部在軸向方向上進(jìn)行限位，第二齒圈僅僅具有轉(zhuǎn)動的功能。在第二齒圈的齒圈上設(shè)置有螺紋孔或者銷孔，用于和車把套筒進(jìn)行連接。上述的螺紋孔或者銷孔應(yīng)該避開齒的設(shè)置部位。

填充物130為圓筒狀，具有容拉栓貫通的穿孔，填充在第一固件和第二固件外側(cè)的剩余空間中，其中填充物采用橡膠、海綿等輕質(zhì)、簡易的填充物，可以提高手握持的手感。

車把架上的凹槽內(nèi)安裝彈簧，參考圖10，彈簧160為拉簧，彈簧一端固定在凹槽內(nèi)的卡扣處，另一端固定連接一個滑塊161，滑塊161可以沿著弧形的凹槽進(jìn)行周向滑動，車把套筒套置在車把架上后，將滑塊進(jìn)行限位，且在滑塊和車把套筒之間使用螺釘連接形成一體。

在車把套筒的外端設(shè)置端蓋，端蓋上有對鋼絲繩連接件端部進(jìn)行避讓的通孔。

容易理解，使用者利用手腕的力量轉(zhuǎn)動車把，車把套筒帶動滑塊、第一大齒圈、第二大齒圈轉(zhuǎn)動，進(jìn)而帶動線套連接件和鋼絲繩連接件向相反的方向運(yùn)動，鋼絲繩與鋼絲繩連接件直接連接，線套連接件與線套之間連接，使得鋼絲繩在線套內(nèi)快速的抽拉一定距離，實(shí)現(xiàn)控制剎車執(zhí)行單元快速剎車的目的。

剎車過程：使用者利用手腕的力量旋轉(zhuǎn)車把套筒，轉(zhuǎn)動一個小的角度，例如30度，兩個第一、第二小齒輪分別旋轉(zhuǎn)750度，線套連接件和鋼絲繩連接件上的正向螺紋和反向螺紋的螺距假定為1毫米，則線套連接件和鋼絲繩連接件之間產(chǎn)生4毫米的相對運(yùn)動，進(jìn)而帶動鋼絲繩產(chǎn)生四毫米的抽拉運(yùn)動，鋼絲繩拉緊過程中，控制剎車執(zhí)行單元產(chǎn)生剎車動作。松開手后，在復(fù)位彈簧的作用下，具有復(fù)位的動作。

山地車、單車等以人力驅(qū)動的單車中，可以在左右車把中分別安裝一套本剎車操作單元，對前輪和后輪分別進(jìn)行剎車，由于剎車線都隱藏于車架中，更加美觀大方。

上面所述的實(shí)施例僅僅是對本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行描述，并非對本發(fā)明的范圍進(jìn)行限定，在不脫離本發(fā)明設(shè)計(jì)精神的前提下，本領(lǐng)域相關(guān)技術(shù)人員對本發(fā)明的各種變形和改進(jìn)，均應(yīng)擴(kuò)如本發(fā)明權(quán)利要求書所確定的保護(hù)范圍內(nèi)。