CN101797867B - 行星齿轮制动节能轮装置 - Google Patents
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Abstract
一种行星齿轮制动节能轮装置，由轮体机构、蓄能机构和控制机构组成，将刹车或减速时车及车轮的惯性能量储存起来，并运用到车轮启动中，而且又能提高刹车的效果。轮体机构中，轮辐与轮圈分离，轮圈内缘设有轮齿，轮辐外端设有齿轮，轮圈上的轮齿与轮辐上的齿轮构成内啮合，齿轮上固定连接弹簧一端，弹簧的另一端固定连接在轮辐上，由弹簧的伸缩蓄能和释能。控制机构中，通过驱动轮闸和拨叉同时动作，轮闸阻止和放松轮圈旋转以及拉线带动棘爪与齿轮的离合，控制齿轮是否沿轮圈完成行星轮转动，实现控制制动惯性能量的存储和释放。
Description
技术领域
本发明涉及一种制动节能轮装置，尤其是一种集蓄能、节能、提高刹车效果的行星齿轮制动节能轮装置。
背景技术
目前，各种车辆在交通中减速和刹车是常见的现象，无论是减速还是刹车，都是能源的双重浪费，一方面是惯性能的浪费，另一方面是阻止惯性能所施加的能量损耗，而且，现有技术的刹车效果也不如人意，系统庞大结构复杂，成本高。在实际应用中还有广阔的开发和发展空间。
发明内容
本发明的目的在于提供一种行星齿轮制动节能轮装置，将刹车或减速时车及车轮的惯性能量储存起来，并运用到车轮启动中，而且又能提高刹车的效果。本发明的核心机构是将动能转化为弹性势能的蓄能机构及其控制机构。蓄能机构能在刹车时有效的保证能量的储存，控制机构能够在启动时有效地控制能量的释放。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：由轮体机构、蓄能机构和控制机构组成，轮体机构包括：车轮、轮架、轮闸、轴承、单向轴承、轴、飞轮；蓄能机构包括：轮齿、齿轮、齿轮轴、齿轮轴承、钢丝绳、弹簧、固定杆；控制机构包括：棘爪、棘爪轴、扭簧、定位杆、拉线、滑轮、滑轮轴、支架、螺栓组件、拉线头、拉线轮、槽孔、拨叉。车轮由轮毂、轮辐、轮圈、轮胎和气门嘴组成，轮辐是3个，也可以是3个以上，均匀分布，结构相同；轮辐与轮圈分离，轮辐上的齿轮与轮圈上的轮齿啮合，轮圈上套有轮胎，轮胎设有气门嘴；轮毂和轮辐是一体，轮毂内安装有轴承和单向轴承，轴承和单向轴承内安装有轴，轴固定在轮架上，单向轴承相当于无轮齿的飞轮，其作用是限制轮辐只能逆时针方向旋转。蓄能机构中，轮圈内缘设有轮齿，轮辐外端设有齿轮，齿轮由齿轮轴承安装在齿轮轴上，齿轮轴固定安装在轮辐上，轮圈上的轮齿与轮辐上的齿轮构成内啮合，齿轮上固定连接钢丝绳的一端，钢丝绳的另一端连接弹簧，弹簧的另一端固定连接在固定杆上，固定杆固定安装在轮辐上。控制机构中，棘爪空套在棘爪轴上，棘爪轴固定连接在轮辐上，棘爪轴上安装有扭簧，扭簧的一端压在棘爪上，使棘爪在常态下顶住齿轮的轮齿，使齿轮不能顺时针旋转，扭簧的另一端插入在轮辐的槽上，棘爪端头连接拉线的一端，拉线绕过滑轮转向，再通过轮辐上的孔与拉线轮连接，滑轮空套在滑轮轴上，滑轮轴固定安装在支架上，支架由螺栓组件可旋转地连接在轮辐上，拉线的另一端设有拉线头，拉线头安装在拉线轮的槽孔内，拨叉设在拉线轮中间的槽内，定位杆固定连接在轮辐上，其作用是限制棘爪的转动位置。
本发明的有益效果是在节能的基础上，又有效的提高了刹车的效果，因为与现有技术相比，刹车所消耗的能量大大降低，只是平衡轮胎和轮圈的转动惯量，因此，刹车效果更好。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明整体外形图及气门嘴结构图，是主视图。
图2是图1的局部放大图，采用局部剖画法。
图3是图2的B-B剖视图，为仰视图投影，采用局部半剖画法。
图4是图2的A-A剖视图，为俯视图投影，采用局部半剖画法。
图5是刹车实施例图，是图1的局部放大图，采用局部剖画法。
图6是刹车实施例图，是图5的B-B剖视图，为仰视图投影，采用局部半剖画法。
图7是刹车实施例图，是图5的A-A剖视图，为俯视图投影，采用局部半剖画法。
图中1.轮架，2.轮胎，3.轮圈，4.轮齿，5.轴，6.固定杆，7.齿轮，8.齿轮轴，9.轮闸，10.定位杆，11.棘爪轴，12.轮辐，13.拉线轮，14.拨叉，15.支架，16.滑轮，17.滑轮轴，18.拉线，19.棘爪，20.扭簧，21.弹簧，22.单向轴承，23.拉线头，24.槽孔，25.轴承，26.飞轮，27.齿轮轴承，28.钢丝绳，29.轮毂，30.螺栓组件，31.气门嘴。
具体实施方式
在图1中：表示本发明的整体外形结构，车轮是一个中心对称结构，由轮毂(29)、轮辐(12)、轮圈(3)、轮胎(2)、气门嘴(30)组成，轮辐(12)是3个，也可以是3个以上，均匀分布，结构相同。
在图2、图3和图4中：表示本发明车轮正常转动时的结构图，由轮体机构、蓄能机构和控制机构组成，图2、图3表示蓄能机构，轮辐(12)与轮圈(3)分离，轮辐(12)上的齿轮(7)与轮圈(3)上的轮齿(4)啮合，轮圈(3)上套有轮胎(2)，轮胎(2)有气门嘴(30)；轮毂(29)和轮辐(12)是一体，轮毂(29)内安装有轴承(25)和单向轴承(22)，轴承(25)和单向轴承(22)内安装有轴(5)，轴(5)固定在轮架(1)上；轮圈(3)内缘设有轮齿(4)，轮辐(12)外端设有齿轮(7)，齿轮(7)由齿轮轴承(27)安装在齿轮轴(8)上，齿轮轴(8)固定安装在轮辐(12)上，轮圈(3)上的轮齿(4)与轮辐(12)上的齿轮(7)构成内啮合，齿轮(7)上固定连接钢丝绳(28)的一端，钢丝绳(28)的另一端连接弹簧(21)，弹簧(21)的另一端固定连接在固定杆(6)上，固定杆(6)固定安装在轮辐(12)上。图2、图4表示控制机构，棘爪(19)空套在棘爪轴(11)上，棘爪轴(11)固定连接在轮辐(12)上，棘爪轴(11)上安装有扭簧(20)，扭簧(20)的一端压在棘爪(19)上，使棘爪(19)顶住齿轮(7)的轮齿，使齿轮(7)不能顺时针旋转，扭簧(20)的另一端插入在轮辐(12)的槽上，棘爪(19)端头连接拉线(18)的一端，拉线(18)绕过滑轮(16)转向，再通过轮辐(12)上的孔与拉线轮(13)连接，滑轮(16)空套在滑轮轴(17)上，滑轮轴(17)固定安装在支架(15)上，支架(15)由螺栓组件(30)可旋转地连接在轮辐(12)上，支架(15)可绕螺栓组件(30)旋转，以顺和拉线(18)的摆角变化，拉线(18)的另一端设有拉线头(23)，拉线头(23)安装在拉线轮(13)的槽孔(24)内，拨叉(14)设在拉线轮(13)中间的槽内。车轮正常应用时，给车轮施加扭矩，本发明是逆时针驱动飞轮(26)，带动轮辐(12)逆时针旋转，此时，轮辐(12)上的齿轮(7)在棘爪(19)的作用下不能自转，而是拨动轮圈(3)上的轮齿(4)使轮胎(2)逆时针旋转，驱动车辆前行。
在图5、图6和图7中：表示本发明遇到紧急情况需要制动车轮时(减速或刹车)的结构图，启动刹车，既驱动轮闸(9)和拨叉(14)同时动作：轮闸(9)靠压轮圈(3)，阻止轮圈(3)和轮胎(2)旋转，使轮圈(3)和轮胎(2)减速，直到停止转动，车辆停住；同时拨叉(14)拨动拉线轮(13)侧向外移，拉线轮(13)拉动拉线(18)，又带动棘爪(19)脱离齿轮(7)的轮齿，由固定连接在轮辐(12)上的定位杆(10)限定棘爪(19)的转动位置；此时，在惯性的作用下，轮辐(12)及轮毂(29)仍要逆时针旋转，由于齿轮(7)与轮圈(3)上轮齿(4)啮合，而轮圈(3)上轮齿(4)不动，这样就驱使齿轮(7)沿轮圈(3)上轮齿(4)顺时针转动，在齿轮(7)转动过程中，钢丝绳(28)逐渐增加缠绕在齿轮(7)上的圈数，弹簧(21)被逐渐拉长，从而，积蓄弹簧(21)的弹性势能，当车轮转动惯量的扭矩与弹簧(21)拉长所产生的相反方向的扭矩相等时，车轮停止转动，蓄能结束；此时，弹簧(21)拉长所产生的相反方向的扭矩驱使齿轮(7)逆时针旋转，而车轮受单向轴承(22)的限制不能顺时针旋转，其结果只能驱动轮圈(3)上的轮齿(4)使轮胎(2)逆时针旋转，但轮闸(9)还在靠压轮圈(3)，阻止轮胎(2)旋转。如果松开刹车，轮闸(9)和拨叉(14)同时复原位：轮闸(9)离开轮圈(3)，允许轮胎(2)旋转，同时棘爪(19)在扭簧(20)作用下，顶住齿轮(7)的轮齿，使齿轮(7)不能顺时针旋转，但允许齿轮(7)逆时针旋转，从而驱动轮胎(2)逆时针旋转，完成能量的有效释放，驱动车辆前行。
Claims (4)
1.一种行星齿轮制动节能轮装置，由轮体机构、蓄能机构和控制机构组成，轮体机构包括：车轮、轮架、轮闸、轴承、单向轴承、轴、飞轮，蓄能机构包括：轮齿、齿轮、齿轮轴、齿轮轴承、钢丝绳、弹簧、固定杆，控制机构包括：棘爪、棘爪轴、扭簧、定位杆、拉线、滑轮、滑轮轴、支架、螺栓组件、拉线头、拉线轮、槽孔、拨叉，车轮由轮毂、轮辐、轮圈、轮胎和气门嘴组成，轮辐是3个，也可以是3个以上，均匀分布，结构相同，轮毂和轮辐是一体，轮圈上套有轮胎，轮胎设有气门嘴，轮毂内安装有轴承和单向轴承，轴承和单向轴承内安装有轴，轴固定在轮架上，其特征是：车轮的轮辐与轮圈分离，轮辐上的齿轮与轮圈上的轮齿啮合；蓄能机构中，轮圈内缘设有轮齿，轮辐外端设有齿轮，齿轮由齿轮轴承安装在齿轮轴上，齿轮轴固定安装在轮辐上，齿轮上固定连接钢丝绳的一端，钢丝绳的另一端连接弹簧，弹簧的另一端固定连接在固定杆上，固定杆固定安装在轮辐上；控制机构中，棘爪空套在棘爪轴上，棘爪轴固定连接在轮辐上，棘爪轴上安装有扭簧，扭簧的一端压在棘爪上，扭簧的另一端插入在轮辐的槽上，棘爪端头连接拉线的一端，拉线绕过滑轮转向，再通过轮辐上的孔与拉线轮连接，拉线的另一端设有拉线头，拉线头安装在拉线轮的槽孔内，拨叉设在拉线轮中间的槽内，定位杆固定连接在轮辐上。
2.根据权利要求1所述的行星齿轮制动节能轮装置，其特征是：轮圈上的轮齿与轮辐上的齿轮构成内啮合。
3.根据权利要求1所述的行星齿轮制动节能轮装置，其特征是：棘爪在常态下顶住齿轮的轮齿，限制齿轮不能顺时针旋转。
4.根据权利要求1所述的行星齿轮制动节能轮装置，其特征是：滑轮空套在滑轮轴上，滑轮轴固定安装在支架上，支架由螺栓组件可旋转地连接在轮辐上。
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