CN105197167A - 一种自行车及其制动系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自行车及其制动系统，包括前轮刹车系统和后轮刹车系统，还包括调节装置，调节装置包括重力感应模块和控制模块；重力感应模块设置在车架上，能够获取重力信号；控制模块能够根据重力信号调节前轮刹车系统和/或后轮刹车系统的制动力。该制动系统能够通过重力感应模块获取骑行者的重力信号，控制模块根据重力信号的大小判断是否调节刹车系统的制动力。该制动系统能够根据骑行者的重量调整制动力，使体重较大的骑行者在刹车的时候获得较大的制动力，缩短制动的时间，该制动系统具有较高的安全性。本发明还公开了一种具有上述制动系统的自行车。

Description

一种自行车及其制动系统

技术领域

本发明涉及交通工具技术领域，特别是涉及一种自行车及其制动系统。

背景技术

自行车，又称脚踏车或单车，是由人力脚踏驱动、有两个车轮的陆地交通车辆。自行车以脚踩踏板为动力，可以作为交通工具来代步、出行。

近几年，随着人们环保意识的增强、油价的攀升，一些大城市的居民放弃汽车，选择以自行车代步。特别是北、上、广这样的城市，地势平坦，街道密集，交通情况复杂，身处市中心的人们骑自行车不仅经济，而且方便，还可以锻炼身体。

自行车结构简单、质量轻、速度快，下坡时最大时速可达每小时50公里。自行车已经逐渐成了现代交通的重要组成部分，自行车的安全性能逐渐引起了人们的重视。

很多骑行者在骑行过程中忽快忽慢、随意变道，这就需要自行车具备很灵敏的刹车系统，自行车的刹车系统从最早的钳形刹车、到悬臂刹车、到V型刹车、逐渐演变到碟刹，刹车力逐渐增加，刹车效果也越来越好。

由于骑行者的个体差异不同，体重越大的骑行者，停车时需要的制动力越大，但是，同型号的自行车的制动力基本相同，使得体重较重的骑行者停车需要的时间较长。在一些紧急情况下，如果不能及时停车，容易造成严重的后果。

因此，如何改善自行车的制动系统，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种自行车的制动系统，该制动系统能够根据骑行者的重量调整制动力，提高了制动系统的安全性。本发明的另一个目的是提供一种具有上述制动系统的自行车。

为实现上述发明目的，本发明提供一种自行车的制动系统，包括前轮刹车系统和后轮刹车系统，还包括调节装置，所述调节装置包括重力感应模块和控制模块；所述重力感应模块设置在车架上，能够获取重力信号；所述控制模块能够根据所述重力信号调节所述前轮刹车系统和/或所述后轮刹车系统的制动力。

可选的，所述前轮刹车系统的制动力大于所述后轮刹车系统的制动力。

可选的，单独启动所述后轮刹车系统时，所述后轮刹车系统的制动力小于预定值。

可选的，所述前轮刹车系统和所述后轮刹车系统均为油刹系统。

可选的，所述前轮刹车系统包括前手刹泵、前油杯、前刹车油管和前刹车件，操作所述前手刹泵能够使所述前油杯中刹车油通过所述前刹车油管对所述前刹车件施压；

所述后轮刹车系统包括后手刹泵、后油杯、后刹车油管和后刹车件，操作所述后手刹泵能够使所述后油杯中刹车油通过所述后刹车油管对所述后刹车件施压；

所述调节装置包括设置在所述前刹车油管和所述后刹车油管上的调节阀。

可选的，所述调节装置的感应模块包括设置在所述车架上的弹簧，所述调节装置能够根据所述弹簧的变形改变所述调节阀的开度。

可选的，所述调节装置包括感载压力阀，所述感载压力阀的感载弹簧设置在所述车架上，所述感载压力阀的调节阀设置所述前刹车油管和所述后刹车油管上。

可选的，所述前刹车件和所述后刹车件均包括碟盘、制动片和制动器；所述碟盘安装在车轮的轮轴上，与所述车轮同步转动；所述制动片位于所述碟盘的侧面；所述制动器根据所述前刹车油管或所述后刹车油管的压力信号控制所述制动片靠近或远离所述碟盘。

可选的，所述碟盘的两侧对称设置两个所述制动片，所述制动器控制两个所述制动片同时靠近或远离所述碟盘。

本发明还提供了一种自行车，包括车架、车轮、脚踏板及刹车系统，其特征在于，所述刹车系统为上述任一项所述的刹车系统。

本发明提供的自行车的制动系统，包括前轮刹车系统和后轮刹车系统，还包括调节装置，调节装置包括重力感应模块和控制模块；重力感应模块设置在车架上，能够获取重力信号；控制模块能够根据重力信号调节前轮刹车系统和/或后轮刹车系统的制动力。

该制动系统能够通过重力感应模块获取骑行者的重力信号，控制模块根据重力信号的大小判断是否调节刹车系统的制动力。如果骑行者的体重较重，骑行者在刹车时，控制模块会增大制动系统的制动力，这样，体重较大的骑行者刹车时，刹车系统能够提供较大的制动力，使其能够及时停车。该制动系统能够根据骑行者的重量调整制动力，使体重较大的骑行者在刹车的时候获得较大的制动力，缩短制动的时间，该制动系统具有较高的安全性。

本发明还提供了一种自行车，包括车架、车轮、脚踏板及刹车系统，所述刹车系统为上述任一项所述的刹车系统。该刹车系统具有上述有益效果，故该自行车也具有相应的有益效果。

附图说明

图1为本发明所提供的自动车制动系统一种具体实施方式的结构示意图；

图2为图1中所示的制动系统的局部放大示意图；

图3为图1中所示的制定系统的液压原理示意图。

其中，图1至图3中的附图标记和部件名称之间的对应关系如下：

车轮1；

前油杯11；前手刹泵12；前导油管13；

后油杯21；后手刹泵22；后导油管23；

感载压力阀3；感载弹簧31；

碟盘4；制动片5；制动器6；车架7；脚踏板8。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种自行车的制动系统，该制动系统能够根据骑行者的重量调整制动力，提高了制动系统的安全性。本发明的另一个核心是提供一种具有上述制动系统的自行车。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

请参考图1至图3，图1为本发明所提供的自动车制动系统一种具体实施方式的结构示意图，图2为图1中所示的制动系统的局部放大示意图，图3为图1中所示的制定系统的液压原理示意图。

在一种具体的实施方式中，本发明提供了一种自行车的制动系统，包括前轮刹车系统和后轮刹车系统，还包括调节装置，调节装置包括重力感应模块和控制模块；重力感应模块设置在车架7上，能够获取重力信号；控制模块能够根据重力信号调节前轮刹车系统和/或后轮刹车系统的制动力。

该制动系统中，设置在车架7上的重力感应模块能够获取骑行者的重力信号，控制模块根据重力信号的大小判断是否调节刹车系统的制动力。如果骑行者的体重适中，可以不调节制动系统的制动力，使制动系统以原有的制动力制动；如果骑行者的体重较重，骑行者在刹车时，控制模块会增大制动系统的制动力，并且，能够根据骑行者的体重按比例的调节刹车系统的制动力，这样，体重较大的骑行者刹车时，刹车系统能够提供较大的制动力，使其能够及时停车。

现有的自行车的制动系统的制动力均相同，不同体重的骑行者制动时的制动力均相同，与体重较小的骑行者相比，体重较大的骑行者制动时需要的时间较长，不能及时制动。与现有的制动系统相比，该制动系统能够根据骑行者的重量调整制动力，骑行者的体重较大时，在操作刹车系统的过程中，控制模块将辅助提高制动力，使体重较大的骑行者在刹车的时候获得较大的制动力，缩短制动的时间，该制动系统具有较高的安全性。

该制动系统中，体重较大的骑行者单独操作前轮刹车系统时，控制模块能够辅助增加前轮的制动力；单独操作后轮刹车系统时，控制模块能够辅助增加后轮的制动力；同时操作前轮刹车系统和后轮刹车系统时，控制模块能够同时辅助增加前轮和后轮的制动力，使自行车在较短的时间内完成制动。

一种优选的实施方式中，前轮刹车系统的制动力大于后轮刹车系统的制动力。

无论在公路还是山地，刹车的时候，由于惯性，骑行者会向前移动，更多的重量移向前轮，前轮承受了较大的重力，所以前轮能够承受更大的刹车力。

与后轮相比，在前轮上施加更多的刹车力可以更有效、更容易地控制车辆减速，也就是说，在制动系统制动过程中，使前轮的制动力大于后轮的制动力，能够更有效的减速，能够更快的制动，使自行车在短时间内停下来。

另一种优选的实施方式中，单独启动后轮刹车系统时，后轮刹车系统的制动力小于预定值。

前轮刹车系统和后轮刹车系统辅助使用时，刹车效果较好，如果前轮刹车系统出现故障，单独使用后轮刹车系统，体重较大的骑行者也能够获得较大的制动力。

但是，如果后轮的制动力过大，将会造成后轮抱死，同时，刹车过程中，骑行者的体重从后面向前移动，后轮失去重量，就很容易发生侧滑，或者抬离地面。过多的增加后轮刹车系统的制动力并不会很快地减速，反而会引起后轮的抱死和侧滑，不但对减速的作用较小，而且还容易发生事故。

单独使用后轮刹车系统时，可以适当的提高制动力，使后轮刹车系统的制动力小于预定值，一方面能够有助于更快的制动，另一方面也能够避免制动过程中出现抱死和侧滑。

上述各具体的实施方式中，刹车系统可以为油刹系统，也可以为线刹系统。刹车系统为油刹系统时，调节装置根据骑行者的体重选择是否增加刹车的压力；为线刹系统时，调节装置根据骑行者的体重选择是否增加刹车的拉力。

一种具体的实施方式中，前轮刹车系统和后轮刹车系统均为油刹系统。

油刹系统通过刹车油作为传导的介质，传动效果好，制动均匀。与线刹相比，同样的刹车效果油刹使用的力量要小很多，也就是说，油刹比线刹更灵敏，制动效果更强。同时油刹的操作手感较好，不会出现深一把浅一把的状况，而且保养方便。

进一步具体的实施方式中，前轮刹车系统包括前手刹泵12、前油杯11、前刹车油管13和前刹车件，操作前手刹泵12能够使前油杯11中刹车油通过前刹车油管13对前刹车件施压；

后轮刹车系统包括后手刹泵22、后油杯21、后刹车油管23和后刹车件，操作后手刹泵22能够使后油杯21中刹车油通过后刹车油管23对后刹车件施压；

调节装置包括设置在前刹车油管13和后刹车油管23上的调节阀。

请参考图1和图3，前轮刹车系统由前手刹泵12控制，后轮刹车系统由后手刹泵22控制。调节装置分别在前刹车油管13和后刹车油管23上设置的调节阀，当骑行者的体重较大时，调节阀适当的调节开度，增大前刹车油管13和后刹车油管23内压力，使前刹车件和后刹车件获得较大的压力，提高制动力，使自行车及时制动。

另一种具体的实施方式中，调节装置的感应模块包括设置在车架7上的弹簧，调节装置能够根据弹簧的变形改变调节阀的开度。

感应模块设置在车架7上，骑行者骑车时，主要的重力施加在车座上，车座由车架7支撑，车架7会产生一定的变形，体重不同的骑行者使车架7产生变形将不同，感应模块便可以获取骑行者的体重信号，这样调节装置可以根据体重信号判断是否改变调节阀的开度，是否增加刹车系统的制动力。

需要说明的是，调节装置的感应模块可以为弹簧，也可以为应变芯片，也可以为其他能够获取重力信号的部件。

进一步优选的实施方式中，调节装置包括感载压力阀3，感载压力阀3的感载弹簧31设置在车架7上，感载压力阀3的调节阀设置前刹车油管13和后刹车油管23上。

优选车架7具有减震器的自行车，将感载压力阀3安装在减震器所在的钢板上，感载弹簧31钩在自行车底部，如图1和图2所示。车架7承受骑行者的重量变形时，感载弹簧31也会发生相应的变形，感载弹簧31的变形能够改变感载压力阀3中调节阀的开度，相应的调整前后车轮的制动力。

感载压力阀3能够根据感载弹簧31的变形程度，成比例的调节制动力，骑行者的体重越大，刹车时获得的制动力越大。由同一个感载压力阀3控制前轮刹车系统和后轮刹车系统，实现了前后轮刹车系统的关联控制，同时，使骑行者在制动时自动调节前后轮制动力，获得最优的制动效果。

上述各具体的实施方式中，前刹车件和后刹车件均包括碟盘4、制动片5和制动器6；碟盘4安装在车轮1的轮轴上，与车轮1同步转动；制动片5位于碟盘4的侧面；制动器6根据前刹车油管13或后刹车油管23的压力信号控制制动片5靠近或远离碟盘4。

碟刹刹车的工作原理是在车轮1的轮轴上安装一块和车轮1同步旋转的碟盘4，并在前叉上装置制动器6，由制动器6控制碟盘4侧面的制动片5，通过制动片5夹紧碟盘4，达到刹车的目的。

与其他类型的刹车相比，碟刹主要在两种情况下有明显优势，一种是下雨天不会失灵，另一种是下山的时候没有热衰减。其他类型的刹车，例如V型刹车，下雨天容易失灵，二者下坡时会有热衰减也容易造成失灵。与其他类型的刹车相比，碟刹的安全性较高。

进一步优选的实施方式中，碟盘4的两侧对称设置两个制动片5，制动器6控制两个制动片5同时靠近或远离碟盘4。

碟刹的制动形式包括单边制动和双边制动。单边制动，制动时只有一侧的制动片5活动，把碟盘4推向另一个制动片5，然后两个制动片5同时作用产生制动力。双边制动，制动时两个制动片5同时动作，共同作用在碟盘4上产生制动。

单边制动的结构简单，重量轻，但是，容易造成碟盘4变形，制动反应慢。而双边制动，不易造成碟盘4的变形，制动灵敏，安全性更高，优选双边制动。

除了上述刹车系统，本发明还提供了一种自行车，包括车架、车轮、脚踏板及刹车系统，所述刹车系统为上述各实施例所述的刹车系统。

该刹车系统具有上述有益效果，故该自行车也具有相应的有益效果。该自行车的其他结构请参考现有技术，本文不再赘述。

以上对本发明所提供的自行车及其制动系统进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种自行车的制动系统，包括前轮刹车系统和后轮刹车系统，其特征在于，还包括调节装置，所述调节装置包括重力感应模块和控制模块；所述重力感应模块设置在车架(7)上，能够获取重力信号；所述控制模块能够根据所述重力信号调节所述前轮刹车系统和/或所述后轮刹车系统的制动力。

2.根据权利要求1所述的自行车的制动系统，其特征在于，所述前轮刹车系统的制动力大于所述后轮刹车系统的制动力。

3.根据权利要求1所述的自行车的制动系统，其特征在于，单独启动所述后轮刹车系统时，所述后轮刹车系统的制动力小于预定值。

4.根据权利要求1至3任一项所述的自行车的制动系统，其特征在于，所述前轮刹车系统和所述后轮刹车系统均为油刹系统。

5.根据权利要求4所述的自行车的制动系统，其特征在于，

所述前轮刹车系统包括前手刹泵(12)、前油杯(11)、前刹车油管(13)和前刹车件，操作所述前手刹泵(12)能够使所述前油杯(11)中的刹车油通过所述前刹车油管(13)对所述前刹车件施压；

所述后轮刹车系统包括后手刹泵(22)、后油杯(21)、后刹车油管(23)和后刹车件，操作所述后手刹泵(22)能够使所述后油杯(21)中刹车油通过所述后刹车油管(23)对所述后刹车件施压；

所述调节装置包括设置在所述前刹车油管(13)和所述后刹车油管(23)上的调节阀。

6.根据权利要求5所述的自行车的制动系统，其特征在于，所述调节装置的感应模块包括设置在所述车架(7)上的弹簧，所述调节装置能够根据所述弹簧的变形改变所述调节阀的开度。

7.根据权利要求6所述的自行车的制动系统，其特征在于，所述调节装置包括感载压力阀(3)，所述感载压力阀(3)的感载弹簧(31)设置在所述车架(7)上，所述感载压力阀(3)的调节阀设置所述前刹车油管(13)和所述后刹车油管(23)上。

8.根据权利要求7所述的自行车的制动系统，其特征在于，所述前刹车件和所述后刹车件均包括碟盘(4)、制动片(5)和制动器(6)；所述碟盘(4)安装在车轮(1)的轮轴上，与所述车轮(1)同步转动；所述制动片(5)位于所述碟盘(4)的侧面；所述制动器(6)根据所述前刹车油管(13)或所述后刹车油管(23)的压力信号控制所述制动片(5)靠近或远离所述碟盘(4)。

9.根据权利要求8所述的自行车的制动系统，其特征在于，所述碟盘(4)的两侧对称设置两个所述制动片(5)，所述制动器(6)控制两个所述制动片(5)同时靠近或远离所述碟盘(4)。

10.一种自行车，包括车架(7)、车轮(1)、脚踏板(8)及刹车系统，其特征在于，所述刹车系统为权利要求1至9任一项所述的刹车系统。