发明内容
针对上述技术问题,本发明公开了一种用于新能源汽车的制动装置,目的在于解决传统电动车辆制动性能弱,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,解决了新能源电动汽车制动性能差的技术问题。
为了实现本发明的目的,提供了一种用于新能源汽车的制动装置,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转轴,两个所述转轴水平间隔设置在所述车轮垂直中心线的两侧,所述转轴上端外周的所述侧板内侧壁上设置有一半圆形的内齿轮,所述内齿轮与所述转轴同心设置;
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转轴上,所述主齿轮与副车轮间隔设置,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;
辅助齿轮,其底部与所述主齿轮顶部啮合,所述辅助齿轮外周与所述内齿轮啮合,所述辅助齿轮轴向内侧凸出设置有一同步轮,所述同步轮外周与所述副车轮外周选择性接触,所述主齿轮外周到所述副车轮外周的垂直距离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。
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,所述内齿轮的厚度不超过所述辅助齿轮的厚度,所述同步轮凸出设
置在所述内齿轮外侧。
优选的,所述辅助齿轮和主齿轮形状相同,所述同步轮、辅助齿轮和主齿轮
的直径为车轮直径的五分之一,所述内齿轮的直径为主齿轮直径的三倍。
优选的,各个所述辅助齿轮处于所述副车轮的外侧平面,所述辅助齿轮对称
设置有两个,所述副车轮设置在两个同步轮之间,所述同步轮与副车轮处于同一平面内,所述副车轮与所述车轮同心设置,且所述副车轮的直径为车轮直径的五分之二,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。
实施例:如图1-3所示,本发明提供了一种用于新能源汽车的制动装置,特别应用于电动平衡车的车轮制动,提高对车辆的制动稳定性能,本发明的制动装置包括:支撑平台1、侧板9以及辅助制动机构。
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,侧板9内侧壁朝向车轮5的外侧壁,所述侧板9内侧壁上凸出设置有两个转轴31,两个所述转轴31水平间隔设置在所述车轮5垂直中心线的两侧。
所述转轴31上端外周的所述侧板9内侧壁上设置有一半圆形的内齿轮91,所述内齿轮91与所述转轴31同心设置,两侧的内齿轮91关于车轮的垂直中心线对称设置。
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,所述主齿轮3与副车轮51间隔设置,两者互不影响,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。
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外周与所述内齿轮91啮合,也就是说,辅助齿轮6转动设置在主齿轮3和内齿轮91之间,并随着主齿轮3的转动而沿着内齿轮91转动,所述辅助齿轮6轴向内侧凸出设置有一同步轮,所述同步轮外周与所述副车轮51外周选择性接触。
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转轴31距地面的高度,所述辅助制动板22选择性活动到两个所述韧性支撑杆8内侧壁之间。
具体的,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,及时改变车辆的平衡失控状态,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, 所述内齿轮91的厚度不超过所述辅助齿轮6的厚度,从而使得所述同步轮凸出设置在所述内齿轮91外侧,两个同步轮分布设置在副车轮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,主齿轮3、辅助齿轮6和内齿轮91同处一平面内,所述主齿轮3
与所述副车轮51平行间隔设置,也就是各个所述主齿轮3处于所述副车轮51的外侧平面,以不影响副车轮51的正常转动,各个所述主齿轮3中心到所述副车轮51中心的间距一致,也就是两个同步轮对称设置在副车轮51的两侧。
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,所述辅助齿轮6和主齿轮3形状相同,所述同步轮、辅助齿轮
6和主齿轮3的直径为车轮5直径的五分之一,所述内齿轮91的直径为主齿轮3直径的三倍,所述主齿轮3外周到所述副车轮51外周的垂直距离小于所述辅助齿轮6的直径。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。
各个所述辅助齿轮6处于所述副车轮51的外侧平面,所述辅助齿轮6对称
设置有两个,所述副车轮51设置在两个同步轮之间,所述同步轮与副车轮51处于同一平面内;所述副车轮51与所述车轮5同心设置,两者同步转动。且所述副车轮51的直径为车轮5直径的五分之二,所述同步轮和副车轮51的外周都设置有摩擦片,以增加摩擦阻力,提高制动效果。
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,两个同步轮也同步转动,且同步轮沿着内齿轮91转动,两个同步轮相向移动,也就是向副车轮方向移动,所述主齿轮3外周到所述副车轮51外周的垂直距离小于所述辅助齿轮6的直径,辅助齿轮6的直径有同步轮直径一致,在同步轮转动过程中,同步轮向副车轮方向的移动距离逐渐增大,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移动距离越大,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。