CN107697220A - 电动自行车辅助刹车装置 - Google Patents

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钱峰
陈万顺
钱晨
程静
汪阿沛
刘若楠
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Abstract

本发明公开了一种电动自行车辅助刹车装置，输入部件、前轮速度传感器和后轮速度传感器分别与微处理器相电连，微处理器通过驱动电路与电机相连，电机通过电机轴(5)驱动传动机构，传动机构通过拉丝分别与前轮卡钳和后轮卡钳相连接；微处理器通过前轮速度传感器和后轮速度传感器分别读取电动自行车前轮的速度vf和后轮的速度vb，当vf＞vb，微处理器控制电机正转，并通过传动机构拉紧前轮卡钳，降低前轮的速度；当vf＜vb，微处理器控制电机反转，并通过传动机构拉紧后轮卡钳，降低后轮的速度。该电动自行车辅助刹车装置结构简单、使用方便、成本低廉，大大提高了电动自行车行驶的平稳性与安全性。

Description

电动自行车辅助刹车装置
技术领域
本发明涉及电动自行车领域，具体地，涉及一种电动自行车辅助刹车装置。
背景技术
目前的电动自行车刹车时通过手握住手柄，拉动拉丝，带动卡钳钳住刹盘以达到制动的效果。在电动自行车行驶紧急刹车过程中，如果自行车前后轮未同时制动或者雨雪天气电动自行车前后轮处地面的摩擦系数不同，会导致电动自行车前后轮的转速相差很大。此时电动自行车容易前倾，甚至发生侧向偏移严重影响行车安全。
因此，急需要提供一种能够提高电动自行车刹车时的平稳性与安全性的电动自行车辅助刹车装置。
发明内容
本发明的目的是提供一种电动自行车辅助刹车装置，该电动自行车辅助刹车装置结构简单、使用方便、成本低廉，大大提高了电动自行车行驶的平稳性与安全性。
为了实现上述目的，本发明提供了一种电动自行车辅助刹车装置，包括安装在刹车手柄上的输入部件、位于电动自行车前轮的前轮速度传感器、位于电动自行车后轮的后轮速度传感器、微处理器、驱动电路、电机以及传动机构；其中，
输入部件、前轮速度传感器和后轮速度传感器分别与微处理器相电连，微处理器通过驱动电路与电机相连，电机通过电机轴驱动传动机构，传动机构通过拉丝分别与前轮卡钳和后轮卡钳相连接；
微处理器通过前轮速度传感器和后轮速度传感器分别读取电动自行车前轮的速度vf和后轮的速度vb，
当vf＞vb，微处理器控制电机正转，并通过传动机构拉紧前轮卡钳，降低前轮的速度；
当vf＜vb，微处理器控制电机反转，并通过传动机构拉紧后轮卡钳，降低后轮的速度。
优选地，传动机构包括齿条和套设在电机轴上的齿轮；其中，齿轮与齿条接触啮合，并且，齿条的两端分别与前轮拉丝和后轮拉丝相固接。
优选地，前轮拉丝通过前轮卡钳卡设在前轮刹盘上，后轮拉丝通过后轮卡钳卡设在后轮刹盘上。
优选地，微处理器采用STCAT89C51。
优选地，电机为有刷直流电机，并且由车载电池通过驱动电路供电。
优选地，齿条和齿轮外盖设有挡雨板，挡雨板的两端分别延伸至齿条两端与拉丝的连接处。
优选地，挡雨板为透明塑料板。
优选地，挡雨板上形成有用于向齿条和齿轮啮合处添加润滑油的注油孔。
优选地，注油孔通过堵塞封闭。
根据上述技术方案，本发明主要由输入部件、位于电动自行车前轮、后轮的速度传感器，微处理器、驱动电路、电机以及传动机构组成。速度传感器分别位于电动自行车前、后轮上，并与微处理器相连，微处理器与驱动电路相连，驱动电路与电机相连，电机轴上有齿轮，齿轮与齿条相接触形成传动机构。控制前后轮卡钳的拉丝固定在齿条的两端，电机转动时通过齿条，齿轮传动机构带动拉丝控制车轮的速度。
当骑行者刹车时握住刹车手柄，触发辅助刹车系统的输入部件，输入部件发送起始信号给微处理器。微处理器通过位于前后轮上的速度传感器读取电动自行车前轮的速度vf、后轮速度vb。当vf＞vb，微处理发出指令让电机正转，通过传动机构拉紧前轮卡钳，降低前轮的速度；当vf＜vb，微处理发出指令让电机反转，通过传动机构拉紧后轮卡钳，降低后轮的速度。从而使前、后车轮转速接近，提高制电动自行车行驶的稳定性和制动效果。
本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1是根据本发明提供的一种电动自行车辅助刹车装置的连接示意图；
图2是根据本发明提供的一种实施方式中的传动机构的结构示意图。
附图标记说明
1-前轮拉丝 2-齿条
3-后轮拉丝 4-齿轮
5-电机轴
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
在本发明中，在未作相反说明的情况下，“前、后”等包含在术语中的方位词仅代表该术语在常规使用状态下的方位，或为本领域技术人员理解的俗称，而不应视为对该术语的限制。
参见图1，本发明提供一种电动自行车辅助刹车装置，包括安装在刹车手柄上的输入部件、位于电动自行车前轮的前轮速度传感器、位于电动自行车后轮的后轮速度传感器、微处理器、驱动电路、电机以及传动机构；其中，
输入部件、前轮速度传感器和后轮速度传感器分别与微处理器相电连，微处理器通过驱动电路与电机相连，电机通过电机轴5驱动传动机构，传动机构通过拉丝分别与前轮卡钳和后轮卡钳相连接；
微处理器通过前轮速度传感器和后轮速度传感器分别读取电动自行车前轮的速度vf和后轮的速度vb，
当vf＞vb，微处理器控制电机正转，并通过传动机构拉紧前轮卡钳，降低前轮的速度；
当vf＜vb，微处理器控制电机反转，并通过传动机构拉紧后轮卡钳，降低后轮的速度。
通过上述技术方案，速度传感器分别位于电动自行车前、后轮上，并与微处理器相连，微处理器与驱动电路相连，驱动电路与电机相连，电机轴上有齿轮，齿轮与齿条相接触形成传动机构。控制前后轮卡钳的拉丝固定在齿条的两端，电机转动时通过齿条，齿轮传动机构带动拉丝控制车轮的速度。
当骑行者刹车时握住刹车手柄，触发辅助刹车系统的输入部件，输入部件发送起始信号给微处理器。微处理器通过位于前后轮上的速度传感器读取电动自行车前轮的速度vf、后轮速度vb。当vf＞vb，微处理发出指令让电机正转，通过传动机构拉紧前轮卡钳，降低前轮的速度；当vf＜vb，微处理发出指令让电机反转，通过传动机构拉紧后轮卡钳，降低后轮的速度。从而使前、后车轮转速接近，提高制电动自行车行驶的稳定性和制动效果。
在本实施方式中，传动机构包括齿条2和套设在电机轴5上的齿轮4；其中，齿轮4与齿条2接触啮合，并且，齿条2的两端分别与前轮拉丝1和后轮拉丝3相固接。
前轮拉丝1通过前轮卡钳卡设在前轮刹盘上，后轮拉丝3通过后轮卡钳卡设在后轮刹盘上。
这样，如图2所示，电机正转时，齿条2向右运动，拉紧前轮拉丝1，通过卡钳卡紧前轮刹盘，降低前轮转速。同理，电机反转时，齿条2向左运动，拉紧后轮拉丝3，通过卡钳卡紧后轮刹盘，降低后轮转速。从而使前、后车轮转速接近，进一步地提高了制电动自行车行驶的制动效果，保证了骑行的稳定性和安全性。
此外，上述微处理器可以是本领域中常见的任何一种能够实现上述控制功能的处理器芯片，但是从编程方便和控制整个电动自行车辅助刹车装置成本的角度考虑，优选地，微处理器采用STCAT89C51。
同样的，为了优化整个电动自行车辅助刹车装置的控制电路，尽可能地简化控制电路，优选电机为有刷直流电机，并且由车载电池通过驱动电路供电。
在日常生活中，人们会频繁使用电动自行车出行，而遇到雨雪天气时，如果电动自行车不得已需要停放在室外时，会在电动自行车上加盖雨布或者雨衣来防止电动自行车被过度打湿而导致损坏，因此，为了避免上述情况的发生，进一步针对性地防止齿条2和齿轮4这一主要连接处受潮生锈，优选地，齿条2和齿轮4外盖设有挡雨板，挡雨板的两端分别延伸至齿条2两端与拉丝的连接处。
齿条2和齿轮4、前轮拉丝1、后轮拉丝3的连接处在长时间使用后可能发生开裂甚至断开，为了直观地发现上述问题，及时排除该自行车辅助刹车装置失去原有功能的隐患，优选地，挡雨板为透明塑料板。
另外，由于齿条2和齿轮4为刚性金属材质制成，长时间经过频繁地啮合操作会使得齿条2和齿轮4接触部分难以保持传动的润滑，而一旦二者啮合传动操作出现卡顿就不能在刹车过程中及时调整前后轮的转速，为了避免上述情况发生，保证齿条2和齿轮4之间传动的顺畅程度，优选地，挡雨板上形成有用于向齿条2和齿轮4啮合处添加润滑油的注油孔。
然而，为了防止空气中的浮尘或水气进入注油孔而将注油孔堵塞，严重影响加注润滑油的效率和齿条2和齿轮4之间的润滑效果，优选注油孔通过堵塞封闭。
以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (9)

1.一种电动自行车辅助刹车装置，其特征在于，包括安装在刹车手柄上的输入部件、位于电动自行车前轮的前轮速度传感器、位于电动自行车后轮的后轮速度传感器、微处理器、驱动电路、电机以及传动机构；其中，
输入部件、前轮速度传感器和后轮速度传感器分别与微处理器相电连，微处理器通过驱动电路与电机相连，电机通过电机轴(5)驱动传动机构，传动机构通过拉丝分别与前轮卡钳和后轮卡钳相连接；
微处理器通过前轮速度传感器和后轮速度传感器分别读取电动自行车前轮的速度vf和后轮的速度vb，
当vf＞vb，微处理器控制电机正转，并通过传动机构拉紧前轮卡钳，降低前轮的速度；
当vf＜vb，微处理器控制电机反转，并通过传动机构拉紧后轮卡钳，降低后轮的速度。
2.根据权利要求1所述的电动自行车辅助刹车装置，其特征在于，传动机构包括齿条(2)和套设在电机轴(5)上的齿轮(4)；其中，齿轮(4)与齿条(2)接触啮合，并且，齿条(2)的两端分别与前轮拉丝(1)和后轮拉丝(3)相固接。
3.根据权利要求1所述的电动自行车辅助刹车装置，其特征在于，前轮拉丝(1)通过前轮卡钳卡设在前轮刹盘上，后轮拉丝(3)通过后轮卡钳卡设在后轮刹盘上。
4.根据权利要求1所述的电动自行车辅助刹车装置，其特征在于，微处理器采用STCAT89C51。
5.根据权利要求1所述的电动自行车辅助刹车装置，其特征在于，电机为有刷直流电机，并且由车载电池通过驱动电路供电。
6.根据权利要求2所述的电动自行车辅助刹车装置，其特征在于，齿条(2)和齿轮(4)外盖设有挡雨板，挡雨板的两端分别延伸至齿条(2)两端与拉丝的连接处。
7.根据权利要求6所述的电动自行车辅助刹车装置，其特征在于，挡雨板为透明塑料板。
8.根据权利要求6所述的电动自行车辅助刹车装置，其特征在于，挡雨板上形成有用于向齿条(2)和齿轮(4)啮合处添加润滑油的注油孔。
9.根据权利要求8所述的电动自行车辅助刹车装置，其特征在于，注油孔通过堵塞封闭。
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