CN110821984B - 一种汽车上使用的快速刹车机构 - Google Patents

Abstract

本发明属于刹车技术领域，尤其涉及一种汽车上使用的快速刹车机构，它包括刹车盘、液压壳、液压柱、施压机构、动力机构等，其中本发明的快速刹车机构在刹车时，动力机构中的摩擦轮与刹车盘相摩擦配合，使得动力机构能给施压机构提供动力，进而缩短第三固定板和第四固定板之间的距离，增大第四固定板给刹车片的压力，达到增大刹车效果的目的。在急刹车时，快速刹车机构能够缩短传统刹车机构中急刹车的制动时间，在汽车遇到突发情况后能更快地停止，减小了驾驶者在遇到突发情况急踩刹车后汽车触碰到意外的可能性，更加保护了驾驶者的安全。本发明结构简单，具有较好使用效果。

Description

一种汽车上使用的快速刹车机构

技术领域

本发明属于刹车技术领域，尤其涉及一种汽车上使用的快速刹车机构。

背景技术

目前汽车制动大部分使用液压推动刹车片与刹车盘产生压力，通过摩擦力对刹车盘进行制动。在制动过程中，当驾驶者遇到突发情况时会通过急踩刹车来对汽车进行快速制动，避免汽车出现意外情况。在驾驶者正常驾驶汽车的过程中，驾驶者正常急刹车时的反应时间在0.4到0.5秒之间，但是一旦遇到突发情况时，驾驶者急踩刹车的反应时间大多会大于1秒，甚至一些心态慌张的驾驶者急踩刹车的反应时间会在2秒左右；在这1到2秒急踩刹车的反应时间里，汽车很有可能在高速情况下行驶比较远的距离，使汽车触碰到意外的可能性加大。为了驾驶者在遇到突发情况急踩刹车后汽车触碰到意外的可能性减小，那么就需要设计一种快速刹车机构。

本发明设计一种汽车上使用的快速刹车机构解决如上问题。

发明内容

为解决现有技术中的上述缺陷，本发明公开一种汽车上使用的快速刹车机构，它是采用以下技术方案来实现的。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“内”、“下”、“上”等指示方位或者位置关系为基于附图所示的方位或者位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或者位置关系，仅仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造或操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

一种汽车上使用的快速刹车机构，其特征在于：它包括驱动轴、刹车盘、液压壳、U型安装板、液压柱、施压机构、第一固定板、第二固定板、动力机构、滑槽，其中驱动轴的一端安装有刹车盘；U型安装板的一端安装有液压壳；两个液压柱的一端位于液压壳内，另一端安装有第一固定板；第一固定板的下侧安装有第二固定板；施压机构安装在第一固定板和第二固定板上；动力机构安装在第二固定板上；刹车盘位于U型安装板中，且刹车盘分别与施压机构和动力机构相配合；第二固定板远离第一固定板的一端上表面上开有滑槽。

上述施压机构包括第一伸缩杆、单向离合环、导键、外螺纹、第三固定板、第一支撑板、第二伸缩杆、伸缩杆弹簧、第四固定板、刹车片、涡卷弹簧、连接块、固定环、第二支撑板、支撑套、第三支撑板、螺纹环套、第一齿轮、杆孔、键槽，其中第一伸缩杆由第一伸缩外套和第一伸缩内杆构成；第一伸缩外套的一端通过轴承安装在第一固定板的圆孔中；单向离合环安装在第一伸缩外套的外圆面上；涡卷弹簧的一端安装在第一伸缩外套的外圆面上，另一端通过连接块安装在第一固定板上；涡卷弹簧位于单向离合环与第一固定板之间；第一支撑板的一端安装有第三固定板，另一端通过滑动配合的方式安装在第二固定板的滑槽中；第一伸缩内杆远离第一伸缩外套的一端通过轴承安装在第三固定板的圆孔中；第一伸缩内杆的外圆面上具有一段外螺纹；第一伸缩内杆的外圆面上对称地安装有两个导键；外螺纹位于第三固定板与导键之间；螺纹环套通过第三支撑板安装在第二固定板上；螺纹环套的内圆面上具有内螺纹；螺纹环套上的内螺纹与第一伸缩内杆上的外螺纹相螺纹配合；固定环通过第二支撑板安装在第二固定板上；支撑套的一端通过轴承安装在固定环的内圆面上，另一端安装有第一齿轮；第一齿轮上开有杆孔，且杆孔的内圆面上对称地开有两个贯通的键槽；第一齿轮位于外螺纹与单向离合环之间；第一伸缩内杆穿过第一齿轮的杆孔；第一伸缩内杆上的两个导键与第一齿轮上的两个键槽相配合；两个第二伸缩杆的一端安装在第三固定板远离第一伸缩内杆的侧面上，另一端安装有第四固定板；两个第二伸缩杆对称分布于第三固定板上；两个伸缩杆弹簧分别套在两个第二伸缩杆上，两个伸缩杆弹簧的一端安装在第三固定板上，另一端安装在第四固定板上；刹车片安装在第四固定板远离第二伸缩杆的侧面上。

上述刹车片与刹车盘相配合。

上述动力机构包括伸缩板、弧形板、矩型支撑环、第四支撑板、L型板、第二齿轮、第五支撑板、第一转轴、锥齿组合、第二转轴、第六支撑板、锥齿轮、摩擦轮、固定轴、第七支撑板、第五固定板、齿条、第一板簧、弧形导块、第三转轴、第四齿轮、第三齿轮、锥齿、弧形导轨、第二板簧，其中矩型支撑环通过第四支撑板安装在第二固定板上；伸缩板由伸缩内板和矩型伸缩外套构成；矩型伸缩外套通过滑动配合的方式安装在矩型支撑环中；伸缩内板远离矩型伸缩外套的一端安装有弧形板；第一板簧的一端安装在矩型伸缩外套内壁面上，另一端安装在伸缩内板的一端上；第一板簧位于矩型伸缩外套中；L型板的一端安装在矩型伸缩外套的外侧面上，另一端安装有齿条；第五支撑板和第六支撑板安装在第二固定板上；第一转轴通过轴承安装在第五支撑板的圆孔中，且第一转轴的两端均穿过第五支撑板；第一转轴的一端安装有锥齿组合，另一端安装有第二齿轮；第二齿轮与齿条相啮合；第二齿轮与上述第一齿轮相啮合；第二转轴通过轴承安装在第六支撑板的圆孔中，且第二转轴的两端均穿过第六支撑板；第二转轴的一端安装在锥齿组合上，另一端安装有锥齿轮；第五固定板安装在第二固定板的侧面上；第三齿轮通过固定轴安装在第五固定板上；第三齿轮的一端具有锥齿；第三齿轮上的锥齿与锥齿轮相啮合；弧形导轨通过第七支撑板安装在第五固定板上；第三齿轮位于锥齿轮与弧形导轨之间；弧形导块通过滑动配合的方式安装在弧形导轨中；第二板簧的一端安装在弧形导轨的内壁面上，另一端安装在弧形导块上；第二板簧位于弧形导轨中；第三转轴的一端通过轴承安装在弧形导块的圆孔中，另一端安装有摩擦轮；第四齿轮安装在第三转轴上，且第四齿轮位于摩擦轮与弧形导块之间；第四齿轮与第三齿轮相啮合。

上述弧形板与单向离合器相配合；摩擦轮与刹车盘相配合。

作为本技术的进一步改进，它还包括车轴固定孔，其中刹车盘未连接驱动轴的侧面上周向均匀开有多个车轴固定孔。车轮可以通过车轴安装在刹车盘上。

作为本技术的进一步改进，上述锥齿组合由两个旋转轴线互为90度夹角的两个相啮合的锥型齿轮构成。

作为本技术的进一步改进，上述导键靠近第一伸缩外套的一端具有圆角。这样在第一伸缩杆以旋转的方式轴向移动复位时，导键具有圆角的一端很容易进入到相应的键槽中。

作为本技术的进一步改进，当第一板簧未被压缩时，弧形板与单向离合环的外圆面相接触，此时弧形板对单向离合环的压力为零。

作为本技术的进一步改进，上述弧形导轨的弧度所处圆心与第三齿轮的轴心同心。这样在摩擦轮被挤压滑动时，摩擦轮经第三转轴带动弧形导块在弧形导轨中滑动，第二板簧被压缩；在弧形导块在弧形导轨中滑动时，第三转轴上的第四齿轮始终能与第三齿轮相啮合。

作为本技术的进一步改进，上述液压壳通过液压管与汽车上液压系统相连接。

作为本技术的进一步改进，上述U型安装板安装在汽车底盘上。

作为本技术的进一步改进，当涡卷弹簧未被压缩时，导键位于相应的键槽中。

第一支撑板的一端安装有第三固定板，另一端通过滑动配合的方式安装在第二固定板的滑槽中；那么第一支撑板能对第三固定板起到较好的支撑作用，且还能保证第三固定板被第一伸缩内杆稳定地推动产生轴向移动。

螺纹环套上的内螺纹与第一伸缩内杆上的外螺纹相螺纹配合，那么在第一伸缩内杆旋转的过程中，第一伸缩内杆能沿着轴向方向移动。第一伸缩内杆上的两个导键与第一齿轮上的两个键槽相配合的设计在于：第一，第一齿轮未旋转时，第一伸缩杆未旋转，涡卷弹簧未被压缩，导键位于相应的键槽中；第二，当第一齿轮旋转时，第一齿轮经导键带动第一伸缩内杆旋转，进而第一伸缩外套旋转，涡卷弹簧被压缩；第三，在第一伸缩内杆旋转过程中，由于螺纹环套上的内螺纹与第一伸缩内杆上的外螺纹相螺纹配合，第一伸缩内杆沿着轴向方向移动，两个导键逐渐从第一齿轮的键槽中脱离；第四，当两个导键从第一齿轮的键槽中脱离后，第一齿轮将不再经导键带动第一伸缩内杆旋转，进而整个第一伸缩杆不再旋转。

弧形板与单向离合器相配合的设计在于：第一，当第一板簧未被压缩时，弧形板与单向离合环的外圆面相接触，此时弧形板对单向离合环的压力为零，弧形板不会对单向离合环产生限位作用；第二，当第二齿轮旋转的过程中，第二齿轮带动齿条向弧形板的方向移动，齿条经L型板带动矩型伸缩外套向弧形板的方向移动，第一板簧被压缩，此时弧形板对单向离合环的压力增大，弧形板对单向离合环产生限位作用，这样在单向离合环的作用下，第一伸缩外套不会产生反转，进而被压缩的涡卷弹簧不会释放；第三，当第二齿轮不再输入动力后，在第一板簧的复位作用下，矩型伸缩外套向远离弧形板的方向移动复位，直到第一板簧恢复到自然状态，此时弧形板对单向离合环的压力为零，弧形板不会对单向离合环产生限位作用，那么被压缩的涡卷弹簧释放，第一伸缩外套带动单向离合环旋转。对于单向离合环，在单向离合环未被限位时，第一伸缩外套可以正反转；在单向离合环被限位时，设定单向离合环允许第一伸缩外套正转，不允许第一伸缩外套反转。

摩擦轮与刹车盘相配合的设计在于：第一，当摩擦轮未与刹车盘接触时，刹车盘不会带动摩擦轮旋转；第二，当摩擦轮与刹车盘接触时，刹车盘带动摩擦轮旋转。

当驾驶者刹车时，汽车上的液压系统开始提供液压油，那么液压柱伸长。当液压柱伸长时，液压柱推动第一固定板向刹车盘的方向移动，进而第二固定板、动力机构和施压机构向刹车盘的方向移动。这样施压机构中的刹车片与刹车盘的接触刹车，此时第二伸缩杆被微压缩，伸缩杆弹簧被压缩，保证了刹车片与刹车盘之间存在较大压力。动力机构中的摩擦轮与刹车盘挤压接触，摩擦轮经第三转轴带动弧形导块在弧形导轨中轻微移动，第二板簧被轻微压缩；刹车盘带动摩擦轮旋转，设定此时摩擦轮的旋转方向为逆时针，摩擦轮带动第三转轴旋转，第三转轴带动第四齿轮旋转，第四齿轮经第三齿轮带动锥齿轮旋转，锥齿轮经第二转轴、锥齿组合和第一转轴带动第二齿轮旋转，此时第二齿轮为顺时针旋转；第二齿轮带动第一齿轮开始逆时针旋转，依然设定此时第一齿轮的旋转为正转。在第一齿轮正转时，第一齿轮经导键带动第一伸缩内杆正转，进而第一伸缩外套正转，涡卷弹簧被压缩；在第一伸缩内杆正转过程中，由于螺纹环套上的内螺纹与第一伸缩内杆上的外螺纹相螺纹配合，第一伸缩内杆沿着轴向方向向刹车片的方向移动，两个导键逐渐从第一齿轮的键槽中脱离。在第一伸缩内杆沿着轴向方向向刹车片的方向移动的过程中，第一伸缩内杆的推动使得第三固定板与第四固定板之间的距离减小，进而第二伸缩杆和伸缩杆弹簧继续被压缩，第四固定板给刹车片的压力逐渐增大，刹车片与刹车盘之间的压力逐渐增大，进而使得刹车片与刹车盘之间的摩擦效果逐渐增大。当两个导键从第一齿轮的键槽中脱离后，第一齿轮将不再经导键带动第一伸缩内杆正转，进而整个第一伸缩杆不再正转，此时第一伸缩内杆的推动使得第三固定板与第四固定板之间的距离达到最小，第二伸缩杆和伸缩杆弹簧被压缩到极限，第四固定板给刹车片的压力达到最大，刹车片与刹车盘之间的压力达到最大，进而使得刹车片与刹车盘之间的摩擦效果达到最大。

在第一齿轮带动第二齿轮正转的过程中，第二齿轮带动齿条向弧形板的方向移动，直到第二齿轮持续拨动着齿条的末端，齿条经L型板带动矩型伸缩外套向弧形板的方向移动，第一板簧被压缩，此时弧形板对单向离合环的压力增大，弧形板对单向离合环产生限位作用，这样在单向离合环的作用下，第一伸缩外套不会产生反转，进而被压缩的涡卷弹簧不会释放；也就是说，在第一齿轮不再经导键带动第一伸缩内杆正转后，第一伸缩内杆和第一伸缩外套不再旋转且第一伸缩杆维持现状，第一伸缩内杆上的外螺纹与螺纹环套的内螺旋在螺纹配合下自锁，保证了第三固定板与第四固定板之间的距离维持着最小，刹车片与刹车盘之间维持着最大的摩擦效果。

当驾驶者不再刹车后，汽车上的液压系统使得液压柱移动复位，液压柱带动第一固定板向远离刹车盘的方向移动，进而第二固定板、动力机构和施压机构向远离刹车盘的方向移动。动力机构中的摩擦轮脱离与刹车盘的接触配合，施压机构中的刹车片脱离与刹车盘的摩擦配合。在刹车片脱离与刹车盘的摩擦配合后，在伸缩杆弹簧的复位作用下，第二伸缩杆恢复到自然状态。在摩擦轮脱离与刹车盘的接触配合后，第二齿轮不再获得动力，在第一板簧的复位作用下，矩型伸缩外套向远离弧形板的方向移动复位，直到第一板簧恢复到自然状态，此时弧形板对单向离合环的压力为零，弧形板不会对单向离合环产生限位作用，那么被压缩的涡卷弹簧释放，第一伸缩外套带动单向离合环反转，第一伸缩内杆反转。由于螺纹环套上的内螺纹与第一伸缩内杆上的外螺纹相螺纹配合，那么在第一伸缩内杆反转过程中，第一伸缩内杆带动导键沿着轴向方向向第一伸缩外套的方向移动，第一伸缩内杆上的导键会再次进入到第一齿轮相应的键槽中，直到导键恢复到原始位置。当出现导键没有完全对准第一齿轮相应的键槽而无法进入时，由于在第一板簧使得矩型伸缩外套移动复位，矩型伸缩外套经L型板带动齿条移动复位，进而齿条带动第二齿轮反转，第二齿轮带动第一齿轮反转；也就是说，在导键移动复位插入到第一齿轮相应的键槽时，第二齿轮在反转；当导键没有完全对准第一齿轮相应的键槽而无法进入时，第二齿轮反转过程中，会出现导键与第一齿轮相应的键槽完全对准的情况，此时导键便能移动复位插入到第一齿轮相应的键槽中。最后，在涡卷弹簧的释放结束后，第一伸缩杆不再旋转，导键恢复到原始位置。

对于本发明的快速刹车机构，在驾驶者正常刹车时，在刹车片与刹车盘摩擦刹车时，第三固定板和第四固定板之间的距离逐渐减小且直到极限位置，第四固定板给刹车片的压力逐渐增大且直到最大，这样刹车片在刹车的过程中的刹车效果会逐渐增大，直到达到最大的刹车效果。也就是说，在驾驶者正常刹车的过程中，相比较于传统的刹车，本发明的快速刹车机构能更快的对刹车盘进行制动，使汽车更快地停止下来。

在驾驶者因为意外情况而需要急刹车时，驾驶者急刹车时会比正常刹车时的动作更大些，这样急刹车时的刹车片与刹车盘相摩擦接触的压力比正常刹车时的刹车片与刹车盘相摩擦接触的压力要大；刹车盘挤压摩擦轮的压力也比正常刹车时大，摩擦轮经第三转轴带动弧形导块在弧形导轨中较大移动，第二板簧被较大压缩。对于正常刹车时，摩擦轮经第三转轴带动弧形导块在弧形导轨中轻微移动后，摩擦轮与刹车盘相接触的直径为D1；对于急刹车时，摩擦轮经第三转轴带动弧形导块在弧形导轨中较大移动后，摩擦轮与刹车盘相接触的直径为D2；D2大于D1，那么急刹车时刹车盘带动摩擦轮旋转的速度大于正常刹车时刹车盘带动摩擦轮旋转的速度；也就是说，在急刹车时动力机构动作的更快些，第二齿轮带动第一齿轮旋转的速度更快些，第一伸缩内杆使得第三固定板与第四固定板之间距离达到最小时的时间会更短一些，刹车片达到最大刹车效果的时间会更短些，最终刹车片能更快的对刹车盘进行制动，使汽车最快地停止下来。相比较于传统的急刹车，本发明中的快速刹车机构能够缩短传统刹车机构中急刹车的制动时间，在汽车遇到突发情况后能更快地停止，减小了驾驶者在遇到突发情况急踩刹车后汽车触碰到意外的可能性，更加保护了驾驶者的安全。

在驾驶者因为不同情况而进行不同力度的刹车时，本发明的快速刹车机构同样能更快一些刹车制动；由于是驾驶者不同力度的踩刹车，那么刹车盘对摩擦轮的挤压力也不同，进而摩擦轮与刹车盘相摩擦点的直径也不同，这样的设计就避免了摩擦轮持续与刹车盘在同一直径的摩擦点相摩擦的情况，进而避免了刹车盘长时间在同一直径处被摩擦时所造成的损害，延长刹车盘使用时间，减小了刹车盘的维修和更换的频率。

相对于传统的刹车技术，本发明的快速刹车机构在刹车时，动力机构中的摩擦轮与刹车盘相摩擦配合，使得动力机构能给施压机构提供动力，进而缩短第三固定板和第四固定板之间的距离，增大第四固定板给刹车片的压力，达到增大刹车效果的目的。在急刹车时，快速刹车机构能够缩短传统刹车机构中急刹车的制动时间，在汽车遇到突发情况后能更快地停止，减小了驾驶者在遇到突发情况急踩刹车后汽车触碰到意外的可能性，更加保护了驾驶者的安全。另外，在不同力度踩刹车时，摩擦轮与刹车盘相摩擦点的直径也不同，进而避免了刹车盘长时间在同一直径处被摩擦时所造成的损害，延长刹车盘使用时间，减小了刹车盘的维修和更换的频率。本发明结构简单，具有较好使用效果。

附图说明

图1是刹车整体示意图。

图2是刹车整体正视示意图。

图3是施压机构和动力机构安装示意图。

图4是刹车片安装示意图。

图5是涡卷弹簧安装示意图。

图6是螺纹环套与外螺纹相螺纹配合示意图。

图7是第一齿轮安装示意图。

图8是导键与第一齿轮相配合的剖面示意图。

图9是动力机构安装示意图。

图10是弧形板与单向离合环相配合示意图。

图11是伸缩板剖面示意图。

图12是锥齿组合安装示意图。

图13是弧形导轨安装示意图。

图14是弧形导块安装示意图。

图中标号名称：1、驱动轴；2、车轴固定孔；3、刹车盘；4、液压壳；5、U型安装板；6、液压柱；8、第一固定板；9、第二固定板；10、滑槽；12、施压机构；13、动力机构；15、第一伸缩杆；16、第一伸缩外套；17、第一伸缩内杆；18、单向离合环；19、导键；20、外螺纹；21、第三固定板；22、第一支撑板；23、第二伸缩杆；24、伸缩杆弹簧；25、第四固定板；26、刹车片；27、涡卷弹簧；28、连接块；29、固定环；30、第二支撑板；31、支撑套；32、第三支撑板；33、螺纹环套；34、第一齿轮；35、杆孔；36、键槽；37、伸缩板；38、弧形板；39、伸缩内板；40、矩型支撑环；41、第四支撑板；42、矩型伸缩外套；43、L型板；44、第二齿轮；45、第五支撑板；46、第一转轴；47、锥齿组合；48、第二转轴；49、第六支撑板；50、锥齿轮；51、摩擦轮；52、固定轴；53、第七支撑板；54、第五固定板；55、齿条；56、第一板簧；57、弧形导块；58、第三转轴；59、第四齿轮；60、第三齿轮；61、锥齿；62、弧形导轨；63、第二板簧；64、圆角。

具体实施方式

如图1、2、3所示，它包括驱动轴1、刹车盘3、液压壳4、U型安装板5、液压柱6、施压机构12、第一固定板8、第二固定板9、动力机构13、滑槽10，如图1、2所示，其中驱动轴1的一端安装有刹车盘3；U型安装板5的一端安装有液压壳4；如图3所示，两个液压柱6的一端位于液压壳4内，另一端安装有第一固定板8；第一固定板8的下侧安装有第二固定板9；施压机构12安装在第一固定板8和第二固定板9上；动力机构13安装在第二固定板9上；如图1、2所示，刹车盘3位于U型安装板5中，且刹车盘3分别与施压机构12和动力机构13相配合；如图5所示，第二固定板9远离第一固定板8的一端上表面上开有滑槽10。

如图4、5、8所示，上述施压机构12包括第一伸缩杆15、单向离合环18、导键19、外螺纹20、第三固定板21、第一支撑板22、第二伸缩杆23、伸缩杆弹簧24、第四固定板25、刹车片26、涡卷弹簧27、连接块28、固定环29、第二支撑板30、支撑套31、第三支撑板32、螺纹环套33、第一齿轮34、杆孔35、键槽36，如图4、5所示，其中第一伸缩杆15由第一伸缩外套16和第一伸缩内杆17构成；如图5所示，第一伸缩外套16的一端通过轴承安装在第一固定板8的圆孔中；单向离合环18安装在第一伸缩外套16的外圆面上；涡卷弹簧27的一端安装在第一伸缩外套16的外圆面上，另一端通过连接块28安装在第一固定板8上；涡卷弹簧27位于单向离合环18与第一固定板8之间；如图5、8所示，第一支撑板22的一端安装有第三固定板21，另一端通过滑动配合的方式安装在第二固定板9的滑槽10中；如图4所示，第一伸缩内杆17远离第一伸缩外套16的一端通过轴承安装在第三固定板21的圆孔中；第一伸缩内杆17的外圆面上具有一段外螺纹20；第一伸缩内杆17的外圆面上对称地安装有两个导键19；外螺纹20位于第三固定板21与导键19之间；如图6所示，螺纹环套33通过第三支撑板32安装在第二固定板9上；螺纹环套33的内圆面上具有内螺纹；螺纹环套33上的内螺纹与第一伸缩内杆17上的外螺纹20相螺纹配合；如图6、8所示，固定环29通过第二支撑板30安装在第二固定板9上；支撑套31的一端通过轴承安装在固定环29的内圆面上，如图7所示，另一端安装有第一齿轮34；第一齿轮34上开有杆孔35，且杆孔35的内圆面上对称地开有两个贯通的键槽36；如图6、8所示，第一齿轮34位于外螺纹20与单向离合环18之间；如图8所示，第一伸缩内杆17穿过第一齿轮34的杆孔35；第一伸缩内杆17上的两个导键19与第一齿轮34上的两个键槽36相配合；如图4、5所示，两个第二伸缩杆23的一端安装在第三固定板21远离第一伸缩内杆17的侧面上，另一端安装有第四固定板25；两个第二伸缩杆23对称分布于第三固定板21上；如图4所示，两个伸缩杆弹簧24分别套在两个第二伸缩杆23上，两个伸缩杆弹簧24的一端安装在第三固定板21上，另一端安装在第四固定板25上；刹车片26安装在第四固定板25远离第二伸缩杆23的侧面上。

上述刹车片26与刹车盘3相配合。

如图9、12、13所示，上述动力机构13包括伸缩板37、弧形板38、矩型支撑环40、第四支撑板41、L型板43、第二齿轮44、第五支撑板45、第一转轴46、锥齿组合47、第二转轴48、第六支撑板49、锥齿轮50、摩擦轮51、固定轴52、第七支撑板53、第五固定板54、齿条55、第一板簧56、弧形导块57、第三转轴58、第四齿轮59、第三齿轮60、锥齿61、弧形导轨62、第二板簧63，如图9所示，其中矩型支撑环40通过第四支撑板41安装在第二固定板9上；如图9、10所示，伸缩板37由伸缩内板39和矩型伸缩外套42构成；矩型伸缩外套42通过滑动配合的方式安装在矩型支撑环40中；如图11所示，伸缩内板39远离矩型伸缩外套42的一端安装有弧形板38；第一板簧56的一端安装在矩型伸缩外套42内壁面上，另一端安装在伸缩内板39的一端上；第一板簧56位于矩型伸缩外套42中；L型板43的一端安装在矩型伸缩外套42的外侧面上，另一端安装有齿条55；如图9所示，第五支撑板45和第六支撑板49安装在第二固定板9上；如图9、12所示，第一转轴46通过轴承安装在第五支撑板45的圆孔中，且第一转轴46的两端均穿过第五支撑板45；第一转轴46的一端安装有锥齿组合47，另一端安装有第二齿轮44；如图10所示，第二齿轮44与齿条55相啮合；第二齿轮44与上述第一齿轮34相啮合；如图9、12所示，第二转轴48通过轴承安装在第六支撑板49的圆孔中，且第二转轴48的两端均穿过第六支撑板49；第二转轴48的一端安装在锥齿组合47上，另一端安装有锥齿轮50；如图9、13所示，第五固定板54安装在第二固定板9的侧面上；第三齿轮60通过固定轴52安装在第五固定板54上；如图12、13所示，第三齿轮60的一端具有锥齿61；第三齿轮60上的锥齿61与锥齿轮50相啮合；弧形导轨62通过第七支撑板53安装在第五固定板54上；第三齿轮60位于锥齿轮50与弧形导轨62之间；如图14所示，弧形导块57通过滑动配合的方式安装在弧形导轨62中；第二板簧63的一端安装在弧形导轨62的内壁面上，另一端安装在弧形导块57上；第二板簧63位于弧形导轨62中；如图12、14所示，第三转轴58的一端通过轴承安装在弧形导块57的圆孔中，另一端安装有摩擦轮51；如图12所示，第四齿轮59安装在第三转轴58上，且第四齿轮59位于摩擦轮51与弧形导块57之间；第四齿轮59与第三齿轮60相啮合。

如图10所示，上述弧形板38与单向离合器相配合；如图1所示，摩擦轮51与刹车盘3相配合。

如图1所示，它还包括车轴固定孔2，其中刹车盘3未连接驱动轴1的侧面上周向均匀开有多个车轴固定孔2。车轮可以通过车轴安装在刹车盘3上

上述锥齿组合47由两个旋转轴线互为90度夹角的两个相啮合的锥型齿轮构成。

如图10所示，上述导键19靠近第一伸缩外套16的一端具有圆角64。这样在第一伸缩杆15以旋转的方式轴向移动复位时，导键19具有圆角64的一端很容易进入到相应的键槽36中。

如图10所示，当第一板簧56未被压缩时，弧形板38与单向离合环18的外圆面相接触，此时弧形板38对单向离合环18的压力为零。

如图13所示，上述弧形导轨62的弧度所处圆心与第三齿轮60的轴心同心。这样在摩擦轮51被挤压滑动时，摩擦轮51经第三转轴58带动弧形导块57在弧形导轨62中滑动，第二板簧63被压缩；在弧形导块57在弧形导轨62中滑动时，第三转轴58上的第四齿轮59始终能与第三齿轮60相啮合。

上述液压壳4通过液压管与汽车上液压系统相连接。

上述U型安装板5安装在汽车底盘上。

如图5、8所示，当涡卷弹簧27未被压缩时，导键19位于相应的键槽36中。

第一支撑板22的一端安装有第三固定板21，另一端通过滑动配合的方式安装在第二固定板9的滑槽10中；那么第一支撑板22能对第三固定板21起到较好的支撑作用，且还能保证第三固定板21被第一伸缩内杆17稳定地推动产生轴向移动。

螺纹环套33上的内螺纹与第一伸缩内杆17上的外螺纹20相螺纹配合，那么在第一伸缩内杆17旋转的过程中，第一伸缩内杆17能沿着轴向方向移动。第一伸缩内杆17上的两个导键19与第一齿轮34上的两个键槽36相配合的设计在于：第一，第一齿轮34未旋转时，第一伸缩杆15未旋转，涡卷弹簧27未被压缩，导键19位于相应的键槽36中；第二，当第一齿轮34旋转时，第一齿轮34经导键19带动第一伸缩内杆17旋转，进而第一伸缩外套16旋转，涡卷弹簧27被压缩；第三，在第一伸缩内杆17旋转过程中，由于螺纹环套33上的内螺纹与第一伸缩内杆17上的外螺纹20相螺纹配合，第一伸缩内杆17沿着轴向方向移动，两个导键19逐渐从第一齿轮34的键槽36中脱离；第四，当两个导键19从第一齿轮34的键槽36中脱离后，第一齿轮34将不再经导键19带动第一伸缩内杆17旋转，进而整个第一伸缩杆15不再旋转。

弧形板38与单向离合器相配合的设计在于：第一，当第一板簧56未被压缩时，弧形板38与单向离合环18的外圆面相接触，此时弧形板38对单向离合环18的压力为零，弧形板38不会对单向离合环18产生限位作用；第二，当第二齿轮44旋转的过程中，第二齿轮44带动齿条55向弧形板38的方向移动，齿条55经L型板43带动矩型伸缩外套42向弧形板38的方向移动，第一板簧56被压缩，此时弧形板38对单向离合环18的压力增大，弧形板38对单向离合环18产生限位作用，这样在单向离合环18的作用下，第一伸缩外套16不会产生反转，进而被压缩的涡卷弹簧27不会释放；第三，当第二齿轮44不再输入动力后，在第一板簧56的复位作用下，矩型伸缩外套42向远离弧形板38的方向移动复位，直到第一板簧56恢复到自然状态，此时弧形板38对单向离合环18的压力为零，弧形板38不会对单向离合环18产生限位作用，那么被压缩的涡卷弹簧27释放，第一伸缩外套16带动单向离合环18旋转。对于单向离合环18，在单向离合环18未被限位时，第一伸缩外套16可以正反转；在单向离合环18被限位时，设定单向离合环18允许第一伸缩外套16正转，不允许第一伸缩外套16反转。

摩擦轮51与刹车盘3相配合的设计在于：第一，当摩擦轮51未与刹车盘3接触时，刹车盘3不会带动摩擦轮51旋转；第二，当摩擦轮51与刹车盘3接触时，刹车盘3带动摩擦轮51旋转。

具体实施方式：当驾驶者刹车时，汽车上的液压系统开始提供液压油，那么液压柱6伸长。当液压柱6伸长时，液压柱6推动第一固定板8向刹车盘3的方向移动，进而第二固定板9、动力机构13和施压机构12向刹车盘3的方向移动。这样施压机构12中的刹车片26与刹车盘3的接触刹车，此时第二伸缩杆23被微压缩，伸缩杆弹簧24被压缩，保证了刹车片26与刹车盘3之间存在较大压力。动力机构13中的摩擦轮51与刹车盘3挤压接触，摩擦轮51经第三转轴58带动弧形导块57在弧形导轨62中轻微移动，第二板簧63被轻微压缩；刹车盘3带动摩擦轮51旋转，如图10所示，设定此时摩擦轮51的旋转方向为逆时针，摩擦轮51带动第三转轴58旋转，第三转轴58带动第四齿轮59旋转，第四齿轮59经第三齿轮60带动锥齿轮50旋转，锥齿轮50经第二转轴48、锥齿组合47和第一转轴46带动第二齿轮44旋转，此时第二齿轮44为顺时针旋转；如图10所示，第二齿轮44带动第一齿轮34开始逆时针旋转，依然设定此时第一齿轮34的旋转为正转。在第一齿轮34正转时，第一齿轮34经导键19带动第一伸缩内杆17正转，进而第一伸缩外套16正转，涡卷弹簧27被压缩；在第一伸缩内杆17正转过程中，由于螺纹环套33上的内螺纹与第一伸缩内杆17上的外螺纹20相螺纹配合，第一伸缩内杆17沿着轴向方向向刹车片26的方向移动，两个导键19逐渐从第一齿轮34的键槽36中脱离。在第一伸缩内杆17沿着轴向方向向刹车片26的方向移动的过程中，第一伸缩内杆17的推动使得第三固定板21与第四固定板25之间的距离减小，进而第二伸缩杆23和伸缩杆弹簧24继续被压缩，第四固定板25给刹车片26的压力逐渐增大，刹车片26与刹车盘3之间的压力逐渐增大，进而使得刹车片26与刹车盘3之间的摩擦效果逐渐增大。当两个导键19从第一齿轮34的键槽36中脱离后，第一齿轮34将不再经导键19带动第一伸缩内杆17正转，进而整个第一伸缩杆15不再正转，此时第一伸缩内杆17的推动使得第三固定板21与第四固定板25之间的距离达到最小，第二伸缩杆23和伸缩杆弹簧24被压缩到极限，第四固定板25给刹车片26的压力达到最大，刹车片26与刹车盘3之间的压力达到最大，进而使得刹车片26与刹车盘3之间的摩擦效果达到最大。

在第一齿轮34带动第二齿轮44正转的过程中，第二齿轮44带动齿条55向弧形板38的方向移动，直到第二齿轮44持续拨动着齿条55的末端，齿条55经L型板43带动矩型伸缩外套42向弧形板38的方向移动，第一板簧56被压缩，此时弧形板38对单向离合环18的压力增大，弧形板38对单向离合环18产生限位作用，这样在单向离合环18的作用下，第一伸缩外套16不会产生反转，进而被压缩的涡卷弹簧27不会释放；也就是说，在第一齿轮34不再经导键19带动第一伸缩内杆17正转后，第一伸缩内杆17和第一伸缩外套16不再旋转且第一伸缩杆15维持现状，第一伸缩内杆17上的外螺纹20与螺纹环套33的内螺旋在螺纹配合下自锁，保证了第三固定板21与第四固定板25之间的距离维持着最小，刹车片26与刹车盘3之间维持着最大的摩擦效果。

当驾驶者不再刹车后，汽车上的液压系统使得液压柱6移动复位，液压柱6带动第一固定板8向远离刹车盘3的方向移动，进而第二固定板9、动力机构13和施压机构12向远离刹车盘3的方向移动。动力机构13中的摩擦轮51脱离与刹车盘3的接触配合，施压机构12中的刹车片26脱离与刹车盘3的摩擦配合。在刹车片26脱离与刹车盘3的摩擦配合后，在伸缩杆弹簧24的复位作用下，第二伸缩杆23恢复到自然状态。在摩擦轮51脱离与刹车盘3的接触配合后，第二齿轮44不再获得动力，在第一板簧56的复位作用下，矩型伸缩外套42向远离弧形板38的方向移动复位，直到第一板簧56恢复到自然状态，此时弧形板38对单向离合环18的压力为零，弧形板38不会对单向离合环18产生限位作用，那么被压缩的涡卷弹簧27释放，第一伸缩外套16带动单向离合环18反转，第一伸缩内杆17反转。由于螺纹环套33上的内螺纹与第一伸缩内杆17上的外螺纹20相螺纹配合，那么在第一伸缩内杆17反转过程中，第一伸缩内杆17带动导键19沿着轴向方向向第一伸缩外套16的方向移动，第一伸缩内杆17上的导键19会再次进入到第一齿轮34相应的键槽36中，直到导键19恢复到原始位置。当出现导键19没有完全对准第一齿轮34相应的键槽36而无法进入时，由于在第一板簧56使得矩型伸缩外套42移动复位，矩型伸缩外套42经L型板43带动齿条55移动复位，进而齿条55带动第二齿轮44反转，第二齿轮44带动第一齿轮34反转；也就是说，在导键19移动复位插入到第一齿轮34相应的键槽36时，第二齿轮44在反转；当导键19没有完全对准第一齿轮34相应的键槽36而无法进入时，第二齿轮44反转过程中，会出现导键19与第一齿轮34相应的键槽36完全对准的情况，此时导键19便能移动复位插入到第一齿轮34相应的键槽36中。最后，在涡卷弹簧27的释放结束后，第一伸缩杆15不再旋转，导键19恢复到原始位置。

对于本发明的快速刹车机构，在驾驶者正常刹车时，在刹车片26与刹车盘3摩擦刹车时，第三固定板21和第四固定板25之间的距离逐渐减小且直到极限位置，第四固定板25给刹车片26的压力逐渐增大且直到最大，这样刹车片26在刹车的过程中的刹车效果会逐渐增大，直到达到最大的刹车效果。也就是说，在驾驶者正常刹车的过程中，相比较于传统的刹车，本发明的快速刹车机构能更快的对刹车盘3进行制动，使汽车更快地停止下来。

在驾驶者因为意外情况而需要急刹车时，驾驶者急刹车时会比正常刹车时的动作更大些，这样急刹车时的刹车片26与刹车盘3相摩擦接触的压力比正常刹车时的刹车片26与刹车盘3相摩擦接触的压力要大；刹车盘3挤压摩擦轮51的压力也比正常刹车时大，摩擦轮51经第三转轴58带动弧形导块57在弧形导轨62中较大移动，第二板簧63被较大压缩。对于正常刹车时，摩擦轮51经第三转轴58带动弧形导块57在弧形导轨62中轻微移动后，摩擦轮51与刹车盘3相接触的直径为D1；对于急刹车时，摩擦轮51经第三转轴58带动弧形导块57在弧形导轨62中较大移动后，摩擦轮51与刹车盘3相接触的直径为D2；D2大于D1，那么急刹车时刹车盘3带动摩擦轮51旋转的速度大于正常刹车时刹车盘3带动摩擦轮51旋转的速度；也就是说，在急刹车时动力机构13动作的更快些，第二齿轮44带动第一齿轮34旋转的速度更快些，第一伸缩内杆17使得第三固定板21与第四固定板25之间距离达到最小时的时间会更短一些，刹车片26达到最大刹车效果的时间会更短些，最终刹车片26能更快的对刹车盘3进行制动，使汽车最快地停止下来。相比较于传统的急刹车，本发明中的快速刹车机构能够缩短传统刹车机构中急刹车的制动时间，在汽车遇到突发情况后能更快地停止，减小了驾驶者在遇到突发情况急踩刹车后汽车触碰到意外的可能性，更加保护了驾驶者的安全。

在驾驶者因为不同情况而进行不同力度的刹车时，本发明的快速刹车机构同样能更快一些刹车制动；由于是驾驶者不同力度的踩刹车，那么刹车盘3对摩擦轮51的挤压力也不同，进而摩擦轮51与刹车盘3相摩擦点的直径也不同，这样的设计就避免了摩擦轮51持续与刹车盘3在同一直径的摩擦点相摩擦的情况，进而避免了刹车盘3长时间在同一直径处被摩擦时所造成的损害，延长刹车盘3使用时间，减小了刹车盘3的维修和更换的频率。

综上所述，本发明的主要有益效果是：本发明的快速刹车机构在刹车时，动力机构中的摩擦轮与刹车盘相摩擦配合，使得动力机构能给施压机构提供动力，进而缩短第三固定板和第四固定板之间的距离，增大第四固定板给刹车片的压力，达到增大刹车效果的目的。在急刹车时，快速刹车机构能够缩短传统刹车机构中急刹车的制动时间，在汽车遇到突发情况后能更快地停止，减小了驾驶者在遇到突发情况急踩刹车后汽车触碰到意外的可能性，更加保护了驾驶者的安全。另外，在不同力度踩刹车时，摩擦轮与刹车盘相摩擦点的直径也不同，进而避免了刹车盘长时间在同一直径处被摩擦时所造成的损害，延长刹车盘使用时间，减小了刹车盘的维修和更换的频率。本发明结构简单，具有较好使用效果。

Claims (5)

1.一种汽车上使用的快速刹车机构，包括刹车盘，驱动轴的一端安装有刹车盘；其特征在于：它包括驱动轴、液压壳、U型安装板、液压柱、施压机构、第一固定板、第二固定板、动力机构、滑槽，其中U型安装板的一端安装有液压壳；两个液压柱的一端位于液压壳内，另一端安装有第一固定板；第一固定板的下侧安装有第二固定板；施压机构安装在第一固定板和第二固定板上；动力机构安装在第二固定板上；刹车盘位于U型安装板中，且刹车盘分别与施压机构和动力机构相配合；第二固定板远离第一固定板的一端上表面上开有滑槽；

上述施压机构包括第一伸缩杆、单向离合环、导键、外螺纹、第三固定板、第一支撑板、第二伸缩杆、伸缩杆弹簧、第四固定板、刹车片、涡卷弹簧、连接块、固定环、第二支撑板、支撑套、第三支撑板、螺纹环套、第一齿轮、杆孔、键槽，其中第一伸缩杆由第一伸缩外套和第一伸缩内杆构成；第一伸缩外套的一端通过轴承安装在第一固定板的圆孔中；单向离合环安装在第一伸缩外套的外圆面上；涡卷弹簧的一端安装在第一伸缩外套的外圆面上，另一端通过连接块安装在第一固定板上；涡卷弹簧位于单向离合环与第一固定板之间；第一支撑板的一端安装有第三固定板，另一端通过滑动配合的方式安装在第二固定板的滑槽中；第一伸缩内杆远离第一伸缩外套的一端通过轴承安装在第三固定板的圆孔中；第一伸缩内杆的外圆面上具有一段外螺纹；第一伸缩内杆的外圆面上对称地安装有两个导键；外螺纹位于第三固定板与导键之间；螺纹环套通过第三支撑板安装在第二固定板上；螺纹环套的内圆面上具有内螺纹；螺纹环套上的内螺纹与第一伸缩内杆上的外螺纹相螺纹配合；固定环通过第二支撑板安装在第二固定板上；支撑套的一端通过轴承安装在固定环的内圆面上，另一端安装有第一齿轮；第一齿轮上开有杆孔，且杆孔的内圆面上对称地开有两个贯通的键槽；第一齿轮位于外螺纹与单向离合环之间；第一伸缩内杆穿过第一齿轮的杆孔；第一伸缩内杆上的两个导键与第一齿轮上的两个键槽相配合；两个第二伸缩杆的一端安装在第三固定板远离第一伸缩内杆的侧面上，另一端安装有第四固定板；两个第二伸缩杆对称分布于第三固定板上；两个伸缩杆弹簧分别套在两个第二伸缩杆上，两个伸缩杆弹簧的一端安装在第三固定板上，另一端安装在第四固定板上；刹车片安装在第四固定板远离第二伸缩杆的侧面上；

上述刹车片与刹车盘相配合；

上述动力机构包括伸缩板、弧形板、矩型支撑环、第四支撑板、L型板、第二齿轮、第五支撑板、第一转轴、锥齿组合、第二转轴、第六支撑板、锥齿轮、摩擦轮、固定轴、第七支撑板、第五固定板、齿条、第一板簧、弧形导块、第三转轴、第四齿轮、第三齿轮、锥齿、弧形导轨、第二板簧，其中矩型支撑环通过第四支撑板安装在第二固定板上；伸缩板由伸缩内板和矩型伸缩外套构成；矩型伸缩外套通过滑动配合的方式安装在矩型支撑环中；伸缩内板远离矩型伸缩外套的一端安装有弧形板；第一板簧的一端安装在矩型伸缩外套内壁面上，另一端安装在伸缩内板的一端上；第一板簧位于矩型伸缩外套中；L型板的一端安装在矩型伸缩外套的外侧面上，另一端安装有齿条；第五支撑板和第六支撑板安装在第二固定板上；第一转轴通过轴承安装在第五支撑板的圆孔中，且第一转轴的两端均穿过第五支撑板；第一转轴的一端安装有锥齿组合，另一端安装有第二齿轮；第二齿轮与齿条相啮合；第二齿轮与上述第一齿轮相啮合；第二转轴通过轴承安装在第六支撑板的圆孔中，且第二转轴的两端均穿过第六支撑板；第二转轴的一端安装在锥齿组合上，另一端安装有锥齿轮；第五固定板安装在第二固定板的侧面上；第三齿轮通过固定轴安装在第五固定板上；第三齿轮的一端具有锥齿；第三齿轮上的锥齿与锥齿轮相啮合；弧形导轨通过第七支撑板安装在第五固定板上；第三齿轮位于锥齿轮与弧形导轨之间；弧形导块通过滑动配合的方式安装在弧形导轨中；第二板簧的一端安装在弧形导轨的内壁面上，另一端安装在弧形导块上；第二板簧位于弧形导轨中；第三转轴的一端通过轴承安装在弧形导块的圆孔中，另一端安装有摩擦轮；第四齿轮安装在第三转轴上，且第四齿轮位于摩擦轮与弧形导块之间；第四齿轮与第三齿轮相啮合；

上述弧形板与单向离合器相配合；摩擦轮与刹车盘相配合；

上述弧形导轨的弧度所处圆心与第三齿轮的轴心同心；

上述液压壳通过液压管与汽车上液压系统相连接；

上述U型安装板安装在汽车底盘上；

当涡卷弹簧未被压缩时，导键位于相应的键槽中。

2.根据权利要求1所述的一种汽车上使用的快速刹车机构，其特征在于：它还包括车轴固定孔，其中刹车盘未连接驱动轴的侧面上周向均匀开有多个车轴固定孔。

3.根据权利要求1所述的一种汽车上使用的快速刹车机构，其特征在于：上述锥齿组合由两个旋转轴线互为90度夹角的两个相啮合的锥型齿轮构成。

4.根据权利要求1所述的一种汽车上使用的快速刹车机构，其特征在于：上述导键靠近第一伸缩外套的一端具有圆角。

5.根据权利要求1所述的一种汽车上使用的快速刹车机构，其特征在于：当第一板簧未被压缩时，弧形板与单向离合环的外圆面相接触，此时弧形板对单向离合环的压力为零。

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