CN108657342B - 一种电动车辆的辅助制动装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电动车辆的辅助制动装置，包括：支撑平台、副车轮、侧板、辅助制动板、主齿轮和辅助齿轮，辅助制动板底部中心横向设有两块磁铁，主齿轮向下延伸设置有一韧性支撑杆，韧性支撑杆底部设置有一摩擦滚轮，其中，左端的韧性支撑杆侧壁上设置有第三磁铁，右端的韧性支撑杆侧壁上设置有第四磁铁，辅助齿轮底部与主齿轮顶部啮合，主齿轮内侧壁上同心设置有一第一同步轮，辅助齿轮内侧壁上同心设置有一第二同步轮，当车辆正常行驶时，摩擦滚轮与地面间隔，各个同步轮与副车轮间隔设置；当车辆制动时，摩擦滚轮与地面接触，各个同步轮外周与副车轮外周接触。本发明解决了电动车辆在刹车过程中由于制动不平衡而导致车辆失控的技术问题。

Description

一种电动车辆的辅助制动装置

技术领域

本发明涉及电动车辆制动技术领域，尤其涉及一种电动车辆的辅助制动装置。

背景技术

由于电动车辆，特别是电动平衡车体积小以及便于携带等优点，人们越来越喜欢将平衡车作为代步工具。但是现有的平衡车，制动可靠性能不强，保护技术不成熟，中断行驶时易发生翻倒，造成车辆、货物等的损坏。电动车辆的自身平衡性不足，近年来由于平衡车失控造成的交通事故日益增多，其中由于刹车过猛以及刹车失灵造成的事故占所有事故的百分之七十以上，在刹车过程中，各个车轮上的刹车阻力差异过大导致车辆失控，易引起侧翻。

发明内容

针对上述技术问题，本发明公开了一种电动车辆的辅助制动装置，目的在于解决传统平衡车制动性能弱，保护技术不成熟的情况，并且能够有效避免平衡车在行驶过程中的翻倒现象，及时对车身及驾驶员进行保护，解决了电动车辆在刹车过程中由于制动不平衡而导致车辆失控的技术问题。

为了实现本发明的目的，提供了一种电动车辆的辅助制动装置，包括：

支撑平台，车轮设置在所述支撑平台下方，所述车轮中心轴向外侧凸出设置有一副车轮，所述副车轮的半径小于所述车轮半径；

侧板，其垂直设置在所述支撑平台下端，且所述侧板平行间隔设置在所述车轮外侧，所述侧板内侧壁上凸出设置有两个第一转轴和两个第二转轴，所述第一转轴位于所述第二转轴下方，两个所述第一转轴和两个所述第二转轴分别水平间隔设置在所述车轮垂直中心线的两侧；

辅助制动板，其通过一联动轴设置在所述支撑平台下端，所述联动轴上端伸缩贯穿所述支撑平台，所述辅助制动板底部中心横向设有两块长方体磁铁，包括设置在左端的第一磁铁和设置在右端的第二磁铁，第一磁铁磁性为N，第二磁铁磁性为S，所述联动轴与所述车轮的垂直中心线平行；

主齿轮，其中心转动设置在所述第一转轴上，所述主齿轮上向下延伸设置有一韧性支撑杆，所述韧性支撑杆底部设置有一摩擦滚轮，其中，左端的所述韧性支撑杆侧壁上设置有第三磁铁，右端的所述韧性支撑杆侧壁上设置有第四磁铁，所述第三磁铁和第四磁铁相对间隔设置，且第三磁铁磁性为N，第四磁铁磁性为S，所述主齿轮内侧壁上同心设置有一第一同步轮，所述第一同步轮的直径小于所述主齿轮的直径；

辅助齿轮，其中心转动设置在所述第二转轴上，所述辅助齿轮底部与所述主齿轮顶部啮合，所述辅助齿轮内侧壁上同心设置有一第二同步轮，所述第二同步轮的直径小于所述辅助齿轮的直径；

其中，所述摩擦滚轮底部到所述主齿轮中心的距离不小于所述第一转轴距地面的高度，所述辅助制动板选择性活动到两个所述韧性支撑杆内侧壁之间，所述第一同步轮和第二同步轮为偏心轮，各个所述同步轮设置在所述副车轮外周，当车辆正常行驶时，所述摩擦滚轮与地面间隔，各个所述同步轮与所述副车轮间隔设置；当车辆制动时，所述摩擦滚轮与地面接触，各个所述同步轮外周与所述副车轮外周接触。

优选的，所述联动轴纵向贯穿所述支撑平台，所述联动轴上套设有一弹簧，

所述弹簧上端与所述支撑平台底部连接，所述弹簧的下端与所述联动轴连接，所述联动轴顶部设置有一脚垫。

优选的，所述主齿轮与所述副车轮平行间隔设置，各个所述主齿轮中心到所述副车轮中心的间距一致。

优选的，所述主齿轮与辅助齿轮的尺寸一致，各个所述同步轮的尺寸一致。

优选的，各个所述主齿轮处于所述副车轮的外侧平面，各个所述同步轮与所

述副车轮处于同一平面内，所述副车轮与所述车轮同心设置，各个所述同步轮和副车轮的外周都设置有摩擦片。

优选的，所述韧性支撑杆呈倒梯形，所述韧性支撑杆设置为一伸缩式结构，

所述第三磁铁和第四磁铁处于同一水平线上，所述第三磁铁和第四磁铁设置在所述韧性支撑杆内侧壁中心，且所述第三磁铁和第四磁铁之间的间距不小于所述辅助制动板的长度。

优选的，每个所述韧性支撑杆两侧的所述侧板内侧壁上分别凸出设置一限位块。

优选的，车辆正常行驶时，所述辅助制动板位于所述主齿轮上方，所述韧性

支撑杆底部向所述车轮垂直中心线倾斜；车辆制动时，控制所述辅助制动板向下运动到两个所述韧性支撑杆之间，所述韧性支撑杆底部向所述车轮外侧偏转。

优选的，所述侧板内侧壁上还设置有一导向装置，所述导向装置垂直设置且

与所述车轮的垂直中心线对应，所述联动轴伸缩设置在所述导向装置中，所述导向装置下端的所述侧板上凸出设置有一限位板。

优选的，所述摩擦滚轮直径为所述车轮直径的六分之一，所述摩擦滚轮表面设置有摩擦片。

本发明的有益效果：

1、本发明结构设计合理，使用方便，通过摩擦滚轮增大电动车制动过程中的摩擦力，有效辅助制动，同时摩擦滚轮为车辆提供了平衡支撑力，提高了车辆在制动过程中的稳定性；

2、及时改变电动车的平衡失控状态，保护电动车的行驶安全，以及驾驶员的额人身安全，具有极大的推广价值。

附图说明

图1是本发明正常行驶的状态示意图；

图2是本发明制动过程中的状态示意图；

图3是侧板内侧壁的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不配出一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。

实施例：如图1-3所示，本发明提供的电动车辆辅助制动装置，特别应用于电动平衡车的车轮辅助制动，包括：支撑平台1、侧板9以及辅助制动机构。

其中，车轮5通过一支撑机构4设置在所述支撑平台1下方，人员或货物放置在支撑平台1上，所述车轮5中心轴向外侧凸出设置有一副车轮51，副车轮51与车轮5同心设置，且所述副车轮51的半径小于所述车轮5半径，车辆在行驶过程中，副车轮51与车轮5同步转动。

侧板9垂直设置在所述支撑平台1下端，且所述侧板9平行间隔设置在所述车轮5外侧，使得侧板9不会影响副车轮51的正常转动，所述侧板9内侧壁上凸出设置有两个第一转轴31和两个第二转轴61，侧板9内侧壁朝向车轮5的外侧壁，所述第一转轴31位于所述第二转轴61下方，两个所述第一转轴31和两个所述第二转轴61分别水平间隔设置在所述车轮5垂直中心线的两侧，也就是说两个所述第一转轴31对称设置在车轮5垂直中心线的两侧，两个所述第二转轴61对称设置在车轮5垂直中心线的两侧。

辅助制动板22通过一联动轴2设置在所述支撑平台1下端，所述联动轴2上端伸缩贯穿所述支撑平台1，所述辅助制动板22底部中心横向设有两块长方体磁铁，包括设置在左端的第一磁铁23和设置在右端的第二磁铁24，第一磁铁23磁性为N，第二磁铁24磁性为S，所述联动轴2与所述车轮5的垂直中心线平行，第一磁铁23和第二磁铁24随着联动轴2上下移动。

主齿轮3中心转动设置在所述第一转轴31上，且主齿轮3的厚度小于侧板9与副车轮51之间的间距，主齿轮3的半径大于第一转轴31与副车轮51外周之间的垂直距离，所述主齿轮3上向下延伸设置有一韧性支撑杆8，所述韧性支撑杆8底部设置有一摩擦滚轮7，其中，左端的所述韧性支撑杆8侧壁上设置有第三磁铁81，右端的所述韧性支撑杆8侧壁上设置有第四磁铁82，所述第三磁铁81和第四磁铁82相对间隔设置，且第三磁铁81磁性为N，第四磁铁82磁性为S，两个韧性支撑杆8关于车轮5的垂直中心线对称设置。

所述联动轴2上端纵向贯穿所述支撑平台1，所述联动轴2上套设有一弹簧

21，所述弹簧21上端与所述支撑平台1底部连接，所述弹簧21的下端与所述联动轴2连接，在弹簧21的作用下，辅助制动板22保持在第三磁铁81和第四磁铁82的上端位置，使得第三磁铁81和第四磁铁82基本不受第一磁铁23和第二磁铁24的磁力影响。所述联动轴2顶部设置有一脚垫，用于控制联动轴2及辅助制动板22的运动，在制动过程中，当使用者踩下脚垫时，即可控制联动轴2及辅助制动板22垂直向下运动。

所述主齿轮3内侧壁上同心设置有一第一同步轮32，所述第一同步轮32的直径小于所述主齿轮3的直径，第一同步轮32与主齿轮3同步转动。

辅助齿轮6中心转动设置在所述第二转轴61上，且辅助齿轮6的厚度小于侧板9与副车轮51之间的间距，辅助齿轮6的半径大于第二转轴61与副车轮51外周之间的垂直距离。所述辅助齿轮6底部与所述主齿轮3顶部啮合，使得辅助齿轮6与主齿轮3联动。所述辅助齿轮6内侧壁上同心设置有一第二同步轮62，所述第二同步轮62的直径小于所述辅助齿轮6的直径，第二同步轮62与辅助齿轮6同步转动。

其中，所述摩擦滚轮7底部到所述主齿轮3中心的距离不小于所述第一转轴

31距地面的高度，车辆正常行驶时，所述辅助制动板22位于所述主齿轮3上方，第三磁铁81和第四磁铁82基本不受第一磁铁23和第二磁铁24的磁力影响，第三磁铁81和第四磁铁82异性相吸，使得两个所述韧性支撑杆底部各自向所述车轮5垂直中心线倾斜，摩擦滚轮7底部抬离地面一定距离，使得摩擦滚轮7不影响车辆的正常行驶。

车辆制动时，控制所述辅助制动板22向下运动到两个所述韧性支撑杆8之间，第一磁铁23和第二磁铁24运动到第三磁铁81和第四磁铁82之间，第一磁铁23和第三磁铁81为同性磁铁，第二磁铁24和第四磁铁82为同性磁铁，由于同性相斥，推动两个所述韧性支撑杆8底部向所述车轮5外侧偏转，直到受力平衡，由于第一磁铁23和第二磁铁24所受的磁力左右平衡，因此在制动过程中，联动轴2不会在水平方向晃动，提高了制动可靠性。

同时，由于第一磁铁23和第二磁铁24结构和磁力相同，极性相反；第三磁

铁81和第四磁铁82结构和磁力相同，极性相反，当第一磁铁23和第二磁铁24运动到第三磁铁81和第四磁铁82之间时，第三磁铁81和第四磁铁82上所受到的排斥力相同，方向相反，也就是两侧的韧性支撑杆8受到的推动力相同，方向相反，使得两个韧性支撑杆8的偏转量相同。由于摩擦滚轮7底部到所述主齿轮3中心的距离不小于所述第一转轴31距地面的高度，当韧性支撑杆8向车轮5外侧偏转一定角度后，摩擦滚轮7即会与地面开始接触，且随着韧性支撑杆8偏转角度的增加，摩擦滚轮7与地面的接触距离也会增加，也即是摩擦滚轮7与地面的摩擦阻力会增加，增加对车轮的制动力，直到车辆停止。

此时由于每个车轮前后两侧都分布有一个摩擦滚轮7与地面接触，一方面增

加了与地面的接触面积，提高了摩擦阻力，也就是制动力，可以提高对车辆的制动效果；另一方面，摩擦滚轮7分布在车轮的前后两侧，摩擦滚轮7为车辆提供了平衡支撑力，提高了车辆在制动过程中的稳定性，也提高了两侧车轮受力的平衡性，及时改变电动车的平衡失控状态，保护电动车的行驶安全，以及驾驶员的额人身安全，具有极大的推广价值。

上述技术方案中，所述第一同步轮32和第二同步轮62为偏心轮，各个转轴到副车轮51中心的距离一致，各个同步轮等间距分布在所述副车轮51外周，各个同步轮的外周与副车轮51外周选择性接触。

具体的，所述主齿轮3与所述副车轮51平行间隔设置，各个所述主齿轮3处于所述副车轮51的外侧平面，各个所述主齿轮3中心到所述副车轮51中心的间距一致，各个同步轮内侧壁与车轮5外侧壁之间的间距小于副车轮51的凸出距离，使得同步轮与副车轮51处在同一平面内，同步轮分布在副车轮51外周，各个所述同步轮和副车轮51的外周都设置有摩擦片，当同步轮外周与副车轮51外周接触时，通过摩擦片接触减速。

本实施例中，所述主齿轮3与辅助齿轮6的尺寸一致，各个所述同步轮的尺

寸一致，主齿轮的半径为车轮半径的五分之一。所述摩擦滚轮7直径为所述车轮5直径的六分之一，所述摩擦滚轮7表面设置有摩擦片，以提高与地面的摩擦阻力。

所述韧性支撑杆8呈倒梯形结构，韧性支撑杆8上端与主齿轮下半部分连接，

韧性支撑杆8下端与摩擦滚轮7上半部分连接，所述韧性支撑杆8设置为一伸缩式结构，有效吸收了摩擦滚轮7与地面接触产生的振动。

本实施例中，所述第三磁铁81和第四磁铁82处于同一水平线上，使得左右两侧的制动机构呈对称结构，提高制动受理平衡性。所述第三磁铁81和第四磁铁82设置在所述韧性支撑杆8内侧壁中心，且所述第三磁铁81和第四磁铁82之间的间距不小于所述辅助制动板22的长度，以便于辅助制动板22顺利通过。

每个所述韧性支撑杆8两侧的所述侧板9内侧壁上分别凸出设置一限位块83，

限制韧性支撑杆8在两个限位块83之间的角度范围内转动，避免韧性支撑杆8偏转角度超范围。

所述侧板9内侧壁上还设置有一导向装置91，所述导向装置91垂直设置且

与所述车轮5的垂直中心线对应，所述联动轴2伸缩设置在所述导向装置91中，为联动轴2运动提供导向，保证联动轴2在垂直方向伸缩运动。所述导向装置91下端的所述侧板9上凸出设置有一限位板84，为联动轴2向下运动限定一范围，避免第一磁铁和第二磁铁过分下移而脱离第三磁铁和第四磁铁的受力范围。

整个工作过程如下：

当车辆正常行驶时，如图1所示，所述辅助制动板22位于所述主齿轮3上

方，第三磁铁81、第四磁铁82不受第一磁铁23、第二磁铁24的影响，第三磁铁81、第四磁铁82相互吸引，使得两个所述韧性支撑杆8底部向所述车轮5垂直中心线倾斜，摩擦滚轮7抬离地面一定距离，各个同步轮外周与副车轮外周间隔设置，保证车辆正常行驶。

车辆制动时，如图2所示，踩下脚垫，联动轴22向下运动，控制所述辅助制动板22向下运动到两个所述韧性支撑杆8之间位置，正好与两侧的长方体磁铁正对，也就是将第一磁铁23、第二磁铁24移动到第三磁铁81、第四磁铁82之间，由于磁极相同，同性相斥，第一磁铁23、第二磁铁24通过排斥力将第三磁铁81、第四磁铁82向两侧同步推动，由于主齿轮3固定，因此推动所述韧性支撑杆8底部向所述车轮5外侧偏转摆动，摩擦滚轮7被放下直到与地面接触，平衡车与地面间摩擦力增大，有效辅助制动，制动性能增强，车体被保持于良好的平衡状态，放开辅助制动板22，车辆重新回到正常运行状态，同时摩擦滚轮7为车辆提供了平衡支撑力，提高了车辆在制动过程中的稳定性，避免在制动过程中车轮受理不平衡而失控侧翻。

脚垫被踩下的深度越大，则韧性支撑杆8偏转角度越大，摩擦滚轮7与地面接触深度越大，摩擦阻力越大，提高制动力，直到第一磁铁和第二磁铁向下抵触到限位板84，此时，车轮处于最大制动力位置。

摩擦滚轮7被放下的同时，主齿轮3带动辅助齿轮6转动，驱动两侧的辅助齿轮6同步转动，四个同步轮也同步转动，由于各个同步轮为偏心轮，在同步轮转动过程中，同步轮向副车轮方向的偏离距离逐渐增大，直到与副车轮外周接触，起到摩擦减速效果，并随着联动轴的下降，各个同步轮的转动角度越大，同步轮向副车轮方向的偏离距离越大，摩擦阻力越大，为车辆提供主要的制动力。

由于同步轮和副车轮51的外周都设置有耐磨材料，因此同步轮对副车轮51具有摩擦减速作用，而副车轮51与车轮5同步转动，因此随着辅助制动板22踩下，通过摩擦滚轮7与地面接触减速，同时通过同步轮对副车轮51接触减速，两个辅助制动系统同时工作，有效增加了对平衡车的减速效果，增加了与地面的接触面积，且平衡了与地面的摩擦力，从而在刹车过程中稳定车轮，避免在刹车过程中集中受力，导致受力不平衡而翻车。

由上所述，本发明结构设计合理，使用方便，通过摩擦滚轮增大电动车制动

过程中的摩擦力，有效辅助制动，同时摩擦滚轮为车辆提供了平衡支撑力，提高了车辆在制动过程中的稳定性；同时，本发明的辅助制动装置可以及时改变电动车的平衡失控状态，保护电动车的行驶安全，以及驾驶员的额人身安全，具有极大的推广价值。

具体的，通过摩擦滚轮增大平衡车制动过程中的摩擦力，且均衡了车轮的受力点，增加了车轮与地面的接触面积，制动力更加均衡且分散，有效避免了车轮抱死或车轮与地面集中受力而导致了翻车事故，由此，通过摩擦滚轮与地面接触减速，同时配合同步轮对副车轮接触减速，有效起到了制动的作用。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

综上，本发明达到预期目的。

Claims (7)

1.一种电动车辆的辅助制动装置，其特征在于，包括：

支撑平台，车轮设置在所述支撑平台下方，所述车轮中心轴向外侧凸出设置有一副车轮，所述副车轮的半径小于所述车轮半径；

侧板，其垂直设置在所述支撑平台下端，且所述侧板平行间隔设置在所述车轮外侧，所述侧板内侧壁上凸出设置有两个第一转轴和两个第二转轴，所述第一转轴位于所述第二转轴下方，两个所述第一转轴和两个所述第二转轴分别水平间隔设置在所述车轮垂直中心线的两侧；

辅助制动板，其通过一联动轴设置在所述支撑平台下端，所述联动轴上端伸缩贯穿所述支撑平台，所述辅助制动板底部中心横向设有两块长方体磁铁，包括设置在左端的第一磁铁和设置在右端的第二磁铁，第一磁铁磁性为N，第二磁铁磁性为S，所述联动轴与所述车轮的垂直中心线平行；

主齿轮，其中心转动设置在所述第一转轴上，所述主齿轮上向下延伸设置有一韧性支撑杆，所述韧性支撑杆底部设置有一摩擦滚轮，其中，左端的所述韧性支撑杆侧壁上设置有第三磁铁，右端的所述韧性支撑杆侧壁上设置有第四磁铁，所述第三磁铁和第四磁铁相对间隔设置，且第三磁铁磁性为N，第四磁铁磁性为S，所述主齿轮内侧壁上同心设置有一第一同步轮，所述第一同步轮的直径小于所述主齿轮的直径；

辅助齿轮，其中心转动设置在所述第二转轴上，所述辅助齿轮底部与所述主齿轮顶部啮合，所述辅助齿轮内侧壁上同心设置有一第二同步轮，所述第二同步轮的直径小于所述辅助齿轮的直径；

其中，所述主齿轮与辅助齿轮的尺寸一致，各个所述同步轮的尺寸一致；各个所述主齿轮处于所述副车轮的外侧平面，各个所述同步轮与所述副车轮处于同一平面内，所述副车轮与所述车轮同心设置，各个所述同步轮和副车轮的外周都设置有摩擦片；所述摩擦滚轮底部到所述主齿轮中心的距离不小于所述第一转轴距地面的高度，所述辅助制动板选择性活动到两个所述韧性支撑杆内侧壁之间，所述第一同步轮和第二同步轮为偏心轮，各个所述同步轮设置在所述副车轮外周，当车辆正常行驶时，所述辅助制动板位于所述主齿轮上方，所述韧性支撑杆底部向所述车轮垂直中心线倾斜，所述摩擦滚轮与地面间隔，各个所述同步轮与所述副车轮间隔设置；当车辆制动时，控制所述辅助制动板向下运动到两个所述韧性支撑杆之间，所述韧性支撑杆底部向所述车轮外侧偏转，所述摩擦滚轮与地面接触，各个所述同步轮外周与所述副车轮外周接触。

2.如权利要求1所述的电动车辆的辅助制动装置，其特征在于，所述联动轴纵向贯穿所述支撑平台，所述联动轴上套设有一弹簧，所述弹簧上端与所述支撑平台底部连接，所述弹簧的下端与所述联动轴连接，所述联动轴顶部设置有一脚垫。

3.如权利要求2所述的电动车辆的辅助制动装置，其特征在于，所述主齿轮与所述副车轮平行间隔设置，各个所述主齿轮中心到所述副车轮中心的间距一致。

4.如权利要求3所述的电动车辆的辅助制动装置，其特征在于，所述韧性支撑杆呈倒梯形，所述韧性支撑杆设置为一伸缩式结构，所述第三磁铁和第四磁铁处于同一水平线上，所述第三磁铁和第四磁铁设置在所述韧性支撑杆内侧壁中心，且所述第三磁铁和第四磁铁之间的间距不小于所述辅助制动板的长度。

5.如权利要求4所述的电动车辆的辅助制动装置，其特征在于，每个所述韧性支撑杆两侧的所述侧板内侧壁上分别凸出设置一限位块。

6.如权利要求5所述的电动车辆的辅助制动装置，其特征在于，所述侧板内侧壁上还设置有一导向装置，所述导向装置垂直设置且与所述车轮的垂直中心线对应，所述联动轴伸缩设置在所述导向装置中，所述导向装置下端的所述侧板上凸出设置有一限位板。

7.如权利要求1所述的电动车辆的辅助制动装置，其特征在于，所述摩擦滚轮直径为所述车轮直径的六分之一，所述摩擦滚轮表面设置有摩擦片。

Images