CN103419879B - 一种自行车机械防抱死装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种自行车机械防抱死装置，包括内部空心的安装于车架上的轮轴、一端连接于闸把的闸线Ⅰ、固定于车架上的闸线轮支架、转动安装于闸线轮支架上的闸线轮、固定于车轮上的制动盘、套装于轮轴上并可沿轮轴轴线方向运动的制动块以及套装于轮轴上一端固定于制动块后端其另一端固定于车架上的主弹簧，闸线Ⅰ包绕于闸线轮支架上且穿过轮轴内部其另一端固定于制动块上，在主弹簧处于自然状态时制动块与制动盘不接触。当刹车力度过大导致制动块与制动盘之间由滑动摩擦变为静摩擦，转动制动盘在惯性的作用下会驱动制动块随之转动，制动块扭转主弹簧，主弹簧外径变大拉动制动块，使其与制动盘变为滑动摩擦，从而防止制动块抱死制动盘的情况发生。

Description

一种自行车机械防抱死装置

技术领域

本发明涉及车辆制动系统技术领域，具体涉及一种自行车制动装置。

背景技术

现有的自行车制动系统一般为两种结构，一种是V型刹车系统，另一种是碟刹系统。但是无论哪种刹车系统在紧急制动时，都会出现刹车系统将车轮抱死，车轮在抱死的情况下与地面产生滑动摩擦，从而容易产生侧滑现象导致翻车事故的发生。自行车行驶过程中可以利用的制动力主要为车轮产生的离心力和人手产生的制动力，现行的几种防抱死装置不能很好地将二者结合利用，它们或者不能依据车轮转速的变化而改变制动力，或者只依靠离心力制动，不能维持较高的制动力，前者高速行驶时防抱死装置反应速度较慢，容易引起事故发生，后者制动过程持续时间较长，使得制动过程自行车行驶距离较长，亦容易引起事故的发生。

发明内容

本发明为了克服以上技术的不足，提供了一种防止紧急刹车造成抱死的自行车机械防抱死装置。

本发明克服其技术问题所采用的技术方案是：

本自行车机械防抱死装置，包括内部空心的安装于车架上的轮轴、一端连接于闸把的闸线Ⅰ、固定于车架上的闸线轮支架、转动安装于闸线轮支架上的闸线轮、固定于车轮上的制动盘、套装于轮轴上并可沿轮轴轴线方向运动的制动块以及套装于轮轴上一端固定于制动块后端其另一端固定于车架上的主弹簧，所述闸线Ⅰ包绕于闸线轮上且穿过轮轴内部其另一端固定于制动块上，在主弹簧处于自然状态时所述制动块与制动盘不接触。

为了实现闸线长度补偿，还包括可在刹车时改变闸线长度的闸线补偿装器。

为了进一步提高制动防抱死效果，增加高速行驶紧急制动时的防抱死装置反应速度,还包括制动时控制制动块与制动盘制动力使其两者产生滑动摩擦的离合器。

上述闸线补偿装器包括补偿器壳体、设置于补偿器壳体内的滑槽Ⅰ、安装于滑槽Ⅰ内的两个滑块、设置于滑槽Ⅰ内其位于两个滑块之间的弹簧以及若干固定于补偿器壳体后端的闸线Ⅱ，上述闸线Ⅰ的尾端所述闸线Ⅰ的尾端依次穿过两个滑块以及弹簧并实现闭合，上述闸线Ⅱ的另一端固定于制动块上。

上述离合器包括固定于刹车盘上的离合器壳体、固定于轮轴上的橡胶套、四个位于离合器壳体内的离合器卡块，所述制动块内部设置有圆孔，所述离合器位于制动块的圆孔内，所述离合器壳体沿轴向设置有圆孔，所述制动块圆孔直径大于离合器壳体的外径，所述橡胶套以及离合器卡块均位于圆孔中，所述离合器卡块下方设置有弧面，所述弧面的直径与橡胶套的外径尺寸相匹配，每两个离合器卡块之间通过离合器弹簧连接且相互连接的两个离合器卡块的两弧面构成一半圆形弧面，所述相互连接的两个离合器卡块通过限位装置可沿径向滑动固定于离合器壳体上，在离合器弹簧处于自然状态时，所述半圆形弧面与橡胶套外表面相互不接触，当制动时，卡块与橡胶套不接触，橡胶套外端面与制动块内侧面不接触。

为了保证橡胶套沿轴向形变，还包括两个沿轴向设置且其固定于离合器壳体上的限位卡块，所述限位卡块位于相互连接的两个离合器卡块之间，所述限位卡块的下端设置有弧形面，所述弧形面的直径与橡胶套的外径尺寸相匹配，所述限位卡块的弧形面与橡胶套的外表面不接触。

上述限位装置包括设置有滑槽Ⅱ的支座、设置于支座上的离合止推杆，所述离合器卡块两侧分别设置有滑轨，所述每两个通过离合器弹簧连接的离合器卡块通过滑轨安装于支座的滑槽Ⅱ中，所述离合止推杆安装于离合器壳体上且其可沿径向滑动。

为了便于安装以及保证连接强度，上述橡胶套的内孔为锥孔，上述轮轴相应安装橡胶套的部位为锥轴其锥度与锥孔的锥度相匹配。

为了降低运动摩擦，还包括安装于离合器卡块外侧的可转动的滚子。

本发明的有益效果是：刹车时，通过手握闸把拉动闸线Ⅰ，闸线Ⅰ通过闸线轮改变方向然后拉动制动块向制动盘靠近，制动块在运动的同时拉伸主弹簧。当刹车力度过大导致制动块与制动盘之间由滑动摩擦变为静摩擦，即此时为抱死状态时，转动制动盘在惯性的作用下会驱动制动块随之转动，制动块转动会扭转主弹簧，主弹簧发生扭转其外径变大，而其轴向长度会变短，因此主弹簧会拉动制动块与制动盘产生脱离趋势，减小制动块沿轴向施加于制动盘的压力，使两者间产生滑动摩擦。由于制动块与制动盘之间滑动摩擦，有效防止抱死车辆的情况发生，避免紧急制动时，由于车轮抱死导致的事故的发生。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明闸线Ⅰ与闸线补偿器连接结构示意图；

图3为本发明的闸线补偿器剖面结构示意图；

图4为本发明的制动块与制动盘部位结构示意图；

图5为本发明的离合器部位结构示意图；

图6为本发明的离合器内部结构示意图；

图7为本发明的离合器部位剖面结构示意图；

图8为本发明的离合器卡块连接结构示意图；

图9为本发明的离合器卡块结构示意图；

图10为本发明的离合止推杆与支座结构示意图；

图中，1.闸线Ⅰ2.闸线轮支架3.闸线轮4.轮轴5.制动块6.主弹簧7.闸线补偿器8.滑块9.补偿器壳体10.滑槽Ⅰ11.弹簧12.闸线Ⅱ13.制动盘14.橡胶套15.滑槽Ⅱ16.离合止推杆17.支座18.滚子19.限位卡块20.离合器卡块21.离合器弹簧22.离合器壳体23.弧面24.滑轨。

具体实施方式

下面结合附图1至附图10对本发明做进一步说明。

如附图1、附图4所示，本自行车机械防抱死装置，包括内部空心的安装于车架上的轮轴4、一端连接于闸把的闸线Ⅰ1、固定于车架上的闸线轮支架2、转动安装于闸线轮支架2上的闸线轮3、固定于车辆上的制动盘13、套装于轮轴4上并可沿轮轴4轴线方向运动的制动块5以及套装于轮轴4上一端固定于制动块5后端其另一端固定于车架上的主弹簧6，闸线Ⅰ1包绕于闸线轮3上且穿过轮轴4内部其另一端固定于制动块5上，在主弹簧6处于自然状态时制动块5与制动盘13不接触。当刹车时，通过手握闸把拉动闸线Ⅰ1，闸线Ⅰ1通过闸线轮3改变方向然后拉动制动块5向制动盘13靠近，制动块5在运动的同时拉伸主弹簧6。当刹车力度过大导致制动块5与制动盘13之间由滑动摩擦变为静摩擦，即此时为抱死状态时，转动制动盘13在惯性的作用下会驱动制动块5随之转动，制动块5转动会扭转主弹簧6，主弹簧6发生扭转其外径变大，而其轴向长度会变短，因此主弹簧6会拉动制动块5减小其对制动盘13的压力，从而使两者之间由静摩擦变为滑动摩擦，从而防止制动块5抱死制动盘13的情况发生。将制动块5与制动盘13由抱死状态变为滑动摩擦状态实现制动实现制动，直至车辆停止。由于制动块5与制动盘13之间滑动摩擦制动，有效防止抱死车辆的情况发生，避免紧急制动时，由于车轮抱死导致的事故的发生。

如附图2和附图3所示，由于制动时，制动块5相对制动盘13会产生位移，因此如果闸线Ⅰ1长度不变，制动块5回退时会拉动闸线Ⅰ1，因此刹车时闸把会在闸线Ⅰ1的作用下产生回弹，影响握把手感甚至会将闸线拉坏。因此可以通过安装闸线补偿装器7，使其在制动时可以改变闸线的长度从而不影响制动时手握闸把的手感，并且保护闸线。闸线补偿装器7可以为如下结构其包括补偿器壳体9、设置于补偿器壳体9内的滑槽Ⅰ10、安装于滑槽Ⅰ10内的两个滑块8、设置于滑槽Ⅰ10内其位于两个滑块8之间的弹簧11以及若干固定于补偿器壳体9后端的闸线Ⅱ12，闸线Ⅰ1的尾端闸线Ⅰ1的尾端依次穿过两个滑块8以及弹簧11并实现闭合，闸线Ⅱ12的另一端固定于制动块5上。制动块5回退时会通过闸线Ⅱ12拉动补偿器壳体9移动，而前端闸线Ⅰ1会驱动两个滑块8向内运动压缩弹簧11，从而使得闸线Ⅰ1相对滑块8滑动其尾端开口变小，而其开口变小就增加了闸线Ⅰ1的长度，从而实现了闸线长度的补偿，使得闸把可以始终保持原位不跟随制动块5的位置改变而改变，并且保护闸线。制动结束时，弹簧11产生的弹力使两个滑块8向外复位，从而使闸线Ⅰ1的尾端的开口变大，闸线长度复原。

如附图5所示，还可以包括制动时控制制动块5与制动盘13制动力使其两者产生滑动摩擦的离合器。离合器可以进一步提高防止制动块5与制动盘13产生抱死的情况发生，且提高防抱死装置反应速度。如附图6、附图7所示，离合器可以为如下结构其包括离合器包括固定于刹车盘13上的离合器壳体22、固定于轮轴4上的橡胶套14、四个位于离合器壳体22内的离合器卡块20，制动块5内部设置有圆孔，离合器位于制动块5的圆孔内，离合器壳体22沿轴向设置有圆孔，制动块5圆孔直径大于离合器壳体22的外径，所述橡胶套14以及离合器卡块20均位于圆孔中，离合器卡块20下方设置有弧面23，弧面23的直径与橡胶套14的外径尺寸相匹配，每两个离合器卡块20之间通过离合器弹簧21连接且相互连接的两个离合器卡块20的两弧面23构成一半圆形弧面，相互连接的两个离合器卡块20通过限位装置可沿径向滑动固定于离合器壳体22上，在离合器弹簧21处于自然状态时，半圆形弧面与橡胶套14外表面相互不接触，当制动时，卡块20与橡胶套14不接触时，橡胶套14外端面与制动块5内侧面不接触。刹车盘13转动时驱动离合器壳体22转动，相互连接的两个离合器卡块20在离心力的作用下会存在向外运动的趋势，从而两个离合器卡块20会压缩离合器弹簧21。当制动块5在对制动盘13制动时，由于制动盘13转动速度突然下降，从而离心力降低，离合器弹簧21的弹力大于离心力，此时离合器弹簧21将两个离合器卡块20向外推动，从而使两个离合器卡块20下方的半圆形弧面与橡胶套14相互接触，由于两组两两相连的离合器卡块20共同作用挤压橡胶套14，从而橡胶套14沿轴线长度会发生变化，其长度增长。原本当制动块5与制动盘13接触时，橡胶套14外端面与制动块5内侧面不接触，但是由于此时橡胶套14长度增长，其会对制动块5产生推动作用使其对制动盘产生的压力减小，从而两者间产生滑动摩擦，从而进一步实现了防抱死的效果。由于离合器卡块20与橡胶套14接触瞬间即可产生摩擦力，切向的摩擦力和离合器弹簧由于回复而产生的回复力会使离合器卡块20向外运动，从而两个相互连接的离合器卡块20会远离橡胶套14并压缩离合器弹簧21，周而复始从而实现反复对橡胶套14的挤压作用，使得橡胶套14的长度频繁改变，实现频繁推动制动块5远离制动盘13，实现防抱死。

如附图6所示，由于两个通过离合器弹簧21相互连接的离合器卡块20之间会存在缝隙，因此橡胶套14挤压变形时，会顺着缝隙位置发生径向方向的变形。因此还包括两个沿轴向设置且其固定于离合器壳体22上的限位卡块19，限位卡块19位于相互连接的两个离合器卡块20之间，限位卡块19的下端设置有弧形面，弧形面的直径与橡胶套14的外径尺寸相匹配，限位卡块19的弧形面与橡胶套14的外表面不接触。限位卡块19与左右两侧的两个卡块19构成完整的圆弧面，因而可以进一步防止橡胶套14径向方向的变形，保证其只沿轴向方向变形。

如附图9、附图10所示上述限位装置包括设置有滑槽Ⅱ15的支座17、设置于支座17上的离合止推杆16，离合器卡块20两侧分别设置有滑轨24，每两个通过离合器弹簧21连接的离合器卡块20通过滑轨24安装于支座17的滑槽Ⅱ15中，两个相互连接的卡块20通关过滑轨24相向或相背运动，离合止推杆16安装于离合器壳体22上且其可沿径向滑动。由于相互连接的两个离合器卡块20在运动时会相互产生位移，因此其通过滑轨24可以相对于支座17运动，止推杆16只能相对离合器壳体22径向运动，因此相互连接的两个离合器卡块20在止推杆16的限位下相互产生位移的同时也只能沿一个方向径向运动。

如附图7所示，橡胶套14的内孔可以为锥孔，轮轴4相应安装橡胶套14的部位为锥轴其锥度与锥孔的锥度相匹配。锥形结构可以使橡胶套14轻松容易安装于轮轴4上，且锥形连接具有自锁效果，可以提高橡胶套14的固定牢固度。

如附图8所示，还可以包括安装于离合器卡块20外侧的可转动的滚子18。由于离合器卡块20在离合器壳体22内频繁运动，因而容易造成因摩擦导致的损坏，因而通过外侧设置滚子18可以使离合器卡块20在离合器壳体22内部运动时由滚子18滚动导向，提高了使用寿命。

Claims (5)

1.一种自行车机械防抱死装置，其特征在于：包括内部空心的安装于车架上的轮轴（4）、一端连接于闸把的闸线Ⅰ（1）、固定于车架上的闸线轮支架（2）、转动安装于闸线轮支架（2）上的闸线轮（3）、固定于车轮上的制动盘（13）、套装于轮轴（4）上并可沿轮轴（4）轴线方向运动的制动块（5）以及套装于轮轴（4）上一端固定于制动块（5）后端其另一端固定于车架上的主弹簧（6），所述闸线Ⅰ（1）包绕于闸线轮（3）上且穿过轮轴（4）内部其另一端固定于制动块（5）上，在主弹簧（6）处于自然状态时所述制动块（5）与制动盘（13）不接触，还包括制动时控制制动块（5）与制动盘（13）制动力使其两者产生滑动摩擦的离合器，所述离合器包括固定于刹车盘（13）上的离合器壳体（22）、固定于轮轴（4）上的橡胶套（14）、四个位于离合器壳体（22）内的离合器卡块（20），所述制动块（5）内部设置有圆孔，所述离合器位于制动块（5）的圆孔内，所述离合器壳体（22）沿轴向设置有圆孔，所述制动块（5）圆孔直径大于离合器壳体（22）的外径，所述橡胶套（14）以及离合器卡块（20）均位于离合器壳体（22）内的圆孔中,所述离合器卡块（20）下方设置有弧面（23），所述弧面（23）的直径与橡胶套（14）的外径尺寸相匹配，每两个离合器卡块（20）之间通过离合器弹簧（21）连接且相互连接的两个离合器卡块（20）的两弧面（23）构成一半圆形弧面，所述相互连接的两个离合器卡块（20）通过限位装置可沿径向滑动固定于离合器壳体（22）上，在离合器弹簧（21）处于自然状态时，所述半圆形弧面与橡胶套（14）外表面相互不接触，当制动时，卡块（20）与橡胶套（14）不接触，橡胶套（14）外端面与制动块（5）内侧面不接触，所述限位装置包括设置有滑槽Ⅱ（15）的支座（17）、设置于支座（17）上的离合止推杆（16），所述离合器卡块（20）两侧分别设置有滑轨（24），所述每两个通过离合器弹簧（21）连接的离合器卡块（20）通过滑轨（24）安装于支座（17）的滑槽Ⅱ（15）中，所述离合止推杆（16）安装于离合器壳体（22）上且其可沿径向滑动，所述橡胶套（14）的内孔为锥孔，所述轮轴（4）相应安装橡胶套（14）的部位为锥轴其锥度与锥孔的锥度相匹配。

2.根据权利要求1所述的自行车机械防抱死装置，其特征在于：还包括可在刹车时改变闸线长度的闸线补偿装器（7）。

3.根据权利要求2所述的自行车机械防抱死装置，其特征在于：所述闸线补偿装器（7）包括补偿器壳体（9）、设置于补偿器壳体（9）内的滑槽Ⅰ（10）、安装于滑槽Ⅰ（10）内的两个滑块（8）、设置于滑槽Ⅰ（10）内其位于两个滑块（8）之间的弹簧（11）以及若干固定于补偿器壳体（9）后端的闸线Ⅱ（12），所述闸线Ⅰ（1）的尾端依次穿过两个滑块（8）以及弹簧（11）并实现闭合，所述闸线Ⅱ（12）的另一端固定于制动块（5）上。

4.根据权利要求1所述的自行车机械防抱死装置，其特征在于：还包括两个沿轴向设置且其固定于离合器壳体（22）上的限位卡块（19），所述限位卡块（19）位于相互连接的两个离合器卡块（20）之间，所述限位卡块（19）的下端设置有弧形面，所述弧形面的直径与橡胶套（14）的外径尺寸相匹配，所述限位卡块（19）的弧形面与橡胶套（14）的外表面不接触。

5.根据权利要求1所述的自行车机械防抱死装置，其特征在于：还包括安装于离合器卡块（20）外侧的可转动的滚子（18）。