CN111002958B - 一种车辆多控制方式的制动装置 - Google Patents

Abstract

一种车辆多控制方式的制动装置，涉及车辆制动技术领域。为解决现有的制动装置，在驾驶人员紧张时，会出现将油门当成刹车的现象，并且发生事故，极其危险，但对现有的制动装置进行改装，通常会破坏原先的脚动制动系统，导致脚动制动系统不能正常工作的问题。控制器的信号输入端分别与一号调速旋钮、二号调速旋钮和电脑连接，控制器的控制信号输出端与驱动器的控制信号输入端连接，驱动器的驱动信号输出端与电动推杆的动力输入端连接，电动推杆的中部通过制动杠杆与车辆中的制动踏板连接，电动推杆的输出端与制动液压缸中的活塞底面固定连接，电池通过DC/DC转换器对控制器、电脑、驱动器和电动推杆进行供电。本发明适用于对车辆进行制动。

Description

一种车辆多控制方式的制动装置

技术领域

本发明涉及车辆制动技术领域，具体涉及一种车辆多控制方式的制动装置。

背景技术

目前，车辆的制动都是用脚动控制，在闹市人群密集的地方，长时间用脚控制，不仅加重对脚的负担，而且经验不足的司机容易将油门当成刹车使实用，造成不必要的人员安全危险。随着人工智能技术的迅速发展，自动驾驶车辆应运而生，目前对车辆制动装置的改装通常会阻碍原先的脚动制动装置，导致其不能正常工作。

综上所述，现有的制动装置，在驾驶人员紧张时，会出现将油门当成刹车的现象，并且发生事故，极其危险，但对现有的制动装置进行改装，通常会破坏原先的脚动制动系统，导致脚动制动系统不能正常工作的问题。

发明内容

本发明为解决现有的制动装置，在驾驶人员紧张时，会出现将油门当成刹车的现象，并且发生事故，极其危险，但对现有的制动装置进行改装，通常会破坏原先的脚动制动系统，导致脚动制动系统不能正常工作的问题，而提出一种车辆多控制方式的制动装置。

本发明的一种车辆多控制方式的制动装置，其组成包括一号调速旋钮、二号调速旋钮、控制器、电脑、驱动器、制动液压缸、电动推杆、电池和DC/DC转换器；

控制器的信号输入端分别与一号调速旋钮、二号调速旋钮和电脑连接，控制器的控制信号输出端与驱动器的控制信号输入端连接，驱动器的驱动信号输出端与电动推杆的动力输入端连接，电动推杆的中部通过制动杠杆与车辆中的制动踏板连接，电动推杆的输出端与制动液压缸中的活塞底面固定连接，电池通过DC/DC转换器对控制器、电脑、驱动器和电动推杆进行供电；

进一步的，所述的电动推杆包括内推杆、外推杆、丝杆、一号圆柱壳体、一号锥齿轮、步进电机、二号圆柱壳体、二号锥齿轮、丝杠螺母、位置传感器和卡销；

一号圆柱壳体的下部沿圆周外表面与二号圆柱壳体的一端连通设置，一号圆柱壳体和二号圆柱壳体连接成L型壳体，外推杆内部设有空腔，一号圆柱壳体中嵌有外推杆，且外推杆内部设有挡板，外推杆内部分为上空腔和下空腔，外推杆上部内表面均匀的设有n个卡销，n为正整数，外推杆的上空腔嵌有内推杆，且内推杆的底端与外推杆的内部挡板上表面之间设有弹簧，外推杆7-2的下空腔内部设有丝杆，丝杆的顶端穿过丝杠螺母，且丝杠螺母与丝杆螺纹连接，丝杠螺母的外圆面与外推杆的内表面固定连接，丝杆的底部设有台肩，丝杆的底端与二号锥齿轮中心孔上表面固定连接，二号圆柱壳体内部底面设有支柱，二号锥齿轮的中心孔嵌有轴承，支柱的顶端穿过轴承，丝杆的顶端端面设有位置传感器，二号圆柱壳体的另一端内部端面处固定设有步进电机，步进电机的输出端与一号锥齿轮固定连接，且一号锥齿轮与二号锥齿轮啮合；

进一步的，所述的电动推杆中的步进电机的输出端分别与驱动器的A+引脚、A-引脚、B+引脚和B-引脚连接，驱动器的PUL+引脚分别与控制器的VCC引脚和驱动器的DIR+引脚连接，驱动器的DIR+引脚与驱动器的ENA+引脚连接，驱动器的DIR-引脚与控制器的P1.2引脚连接，驱动器的PUL-引脚与控制器的P1.1引脚连接，驱动器的ENA-引脚与控制器的P1.3引脚连接，一号调速旋钮的信号输出端分别与控制器的P4.2引脚和P4.1引脚连接，二号调速旋钮的信号输出端分别与控制器的P3.1引脚和P3.2引脚连接，电动推杆中的位置传感器7-10的信号输出端分别与P2.1引脚和P2.2引脚连接；

进一步的，所述的驱动器采用TB6600驱动器；

进一步的，所述的控制器采用STM32控制器；

进一步的，所述的一号调速旋钮和二号调速旋钮均设置在车辆的方向盘上；

进一步的，所述的DC/DC转换器的5V引脚分别与控制器的VCC引脚、一号调速旋钮的电源输入端和二号调速旋钮的电源输入端连接；

进一步的，所述的DC/DC转换器的24v引脚与驱动器的VCC引脚连接；

进一步的，所述的电动推杆中的位置传感器采用KPM16位置传感器；

进一步的，常规制动控制方式，司机踩下踏板进行制动，内推杆在踏板杠杆力的作用下前移进行制动，需克服制动主缸油压和卡销的阻力，以及大弹簧的拉力，卡销在内推杆后端的作用下后移；松开制动踏板，内推杆在大弹簧拉力的作用下回位，卡销在小弹簧的推力作用下前移，卡住内推杆；

在出现紧急情况时，司机可以旋转方向盘上的一号调速旋钮和二号调速旋钮，将调速的信号传递到控制器中，控制器通过解析电脑、一号调速旋钮和二号调速旋钮的控制信号，并将驱动信号传递到驱动器上，由驱动器输出驱动信号，将驱动信号传递到步进电机上，步进电机旋转，带动一号锥齿轮，通过一号锥齿轮和二号锥齿轮啮合，带动二号锥齿轮旋转，二号锥齿轮带动丝杠转动，使丝杆螺母向上移动，丝杆螺母带动外推杆向上运动，并将外推杆内部挡板上表面上的弹簧压缩，在制动时，猜下制动踏板，使卡销缩回，通过弹簧的弹力使内推杆向上移动，并推动制动液压缸的活塞，使其车子制动停止。

本发明与现有技术相比具有以下有益效果：

一、本发明克服了现有技术的缺点，采用方向盘上设有调速旋钮，通过调速旋钮输出信号控制信号，并将驱动信号传递到驱动器5上，由驱动器5输出驱动信号，将驱动信号传递到步进电机7-6上，步进电机7-6旋转，使电动推杆的外推杆伸出，并作用到制动液压缸内，是车辆进行制动，减轻对脚的负担，避免在驾驶人员紧张时出现将油门当成刹车造成事故的现象，提高安全性。

二、本发明克服了现有技术的缺点，采用此套装置安装在现有的车辆上，不会破坏原先的脚动制动系统，避免脚动制动系统不能正常工作的问题。提高兼容性。

三、本发明使用简单，操作方便，操作精度高。

附图说明

图1是本发明所述的一种车辆多控制方式的制动装置的整体结构图；

图2是本发明所述的一种车辆多控制方式的制动装置的部分电路连接图；

图3是本发明所述的一种车辆多控制方式的制动装置中电动推杆的剖视图；

图4是本发明所述的一种车辆多控制方式的制动装置中电动推杆的俯视图；

图5是本发明所述的一种车辆多控制方式的制动装置中一号调速旋钮和二号调速旋钮的安装位置。

具体实施方式

具体实施方式一：结合图1至图5说明本实施方式，本实施方式所述的一种车辆多控制方式的制动装置包括一号调速旋钮1、二号调速旋钮2、控制器3、电脑4、驱动器5、制动液压缸6、电动推杆7、电池8和DC/DC转换器9；

控制器3的信号输入端分别与一号调速旋钮1、二号调速旋钮2和电脑4连接，控制器3的控制信号输出端与驱动器5的控制信号输入端连接，驱动器5的驱动信号输出端与电动推杆7的动力输入端连接，电动推杆7的中部通过制动杠杆与车辆中的制动踏板连接，电动推杆7的输出端与制动液压缸6中的活塞底面固定连接，电池8通过DC/DC转换器9对控制器3、电脑4、驱动器5和电动推杆7进行供电；

本具体实施方式，常规制动控制方式，司机踩下踏板进行制动，内推杆7-1在踏板杠杆力的作用下前移进行制动，需克服制动主缸油压和卡销7-11的阻力，以及大弹簧的拉力，卡销7-11在内推杆后端的作用下后移；松开制动踏板，内推杆7-1在大弹簧拉力的作用下回位，卡销7-11在小弹簧的推力作用下前移，卡住内推杆；

在出现紧急情况时，司机可以旋转方向盘上的一号调速旋钮1和二号调速旋钮2，将调速的信号传递到控制器3中，控制器3通过解析电脑4、一号调速旋钮1和二号调速旋钮2的控制信号，并将驱动信号传递到驱动器5上，由驱动器5输出驱动信号，将驱动信号传递到步进电机7-6上，步进电机7-6旋转，带动一号锥齿轮7-5，通过一号锥齿轮7-5和二号锥齿轮7-8啮合，带动二号锥齿轮7-8旋转，二号锥齿轮7-8带动丝杠7-3转动，使丝杆螺母7-9向上移动，丝杆螺母7-9带动外推杆7-2向上运动，并将外推杆7-2内部挡板上表面上的弹簧压缩，在制动时，猜下制动踏板，使卡销7-11缩回，通过弹簧的弹力使内推杆7-1向上移动，并推动制动液压缸的活塞，使其车子制动停止。

具体实施方式二：结合图3说明本实施方式，本实施方式是对具体实施方式一所述的制动装置的进一步的限定，本实施方式所述的一种车辆多控制方式的制动装置，所述的电动推杆7包括内推杆7-1、外推杆7-2、丝杆7-3、一号圆柱壳体7-4、一号锥齿轮7-5、步进电机7-6、二号圆柱壳体7-7、二号锥齿轮7-8、丝杠螺母7-9、位置传感器7-10和卡销7-11；

一号圆柱壳体7-4的下部沿圆周外表面与二号圆柱壳体7-7的一端连通设置，一号圆柱壳体7-4和二号圆柱壳体7-7连接成L型壳体，外推杆7-2内部设有空腔，一号圆柱壳体7-4中嵌有外推杆7-2，且外推杆7-2内部设有挡板，外推杆7-2内部分为上空腔和下空腔，外推杆7-2上部内表面均匀的设有n个卡销7-11，n为正整数，外推杆7-2的上空腔嵌有内推杆7-1，且内推杆7-1的底端与外推杆7-2的内部挡板上表面之间设有弹簧，外推杆7-2的下空腔内部设有丝杆7-3，丝杆7-3的顶端穿过丝杠螺母7-9，且丝杠螺母7-9与丝杆7-3螺纹连接，丝杠螺母7-9的外圆面与外推杆7-2的内表面固定连接，丝杆7-3的底部设有台肩，丝杆7-3的底端与二号锥齿轮7-8中心孔上表面固定连接，二号圆柱壳体7-7内部底面设有支柱，二号锥齿轮7-8的中心孔嵌有轴承，支柱的顶端穿过轴承，丝杆7-3的顶端端面设有位置传感器7-10，二号圆柱壳体7-7的另一端内部端面处固定设有步进电机7-6，步进电机7-6的输出端与一号锥齿轮7-5固定连接，且一号锥齿轮7-5与二号锥齿轮7-8啮合；

本具体实施方式，采用方向盘上设有调速旋钮，通过调速旋钮输出信号控制信号，并将驱动信号传递到驱动器5上，由驱动器5输出驱动信号，将驱动信号传递到步进电机7-6上，步进电机7-6旋转，使电动推杆的外推杆伸出，并作用到制动液压缸内，是车辆进行制动，减轻对脚的负担，避免在驾驶人员紧张时出现将油门当成刹车造成事故的现象，提高安全性。

具体实施方式三：结合图2说明本实施方式，本实施方式是对具体实施方式一所述的制动装置的进一步的限定，本实施方式所述的一种车辆多控制方式的制动装置，所述的电动推杆7中的步进电机的输出端分别与驱动器5的A+引脚、A-引脚、B+引脚和B-引脚连接，驱动器5的PUL+引脚分别与控制器3的VCC引脚和驱动器5的DIR+引脚连接，驱动器5的DIR+引脚与驱动器5的ENA+引脚连接，驱动器5的DIR-引脚与控制器3的P1.2引脚连接，驱动器5的PUL-引脚与控制器3的P1.1引脚连接，驱动器5的ENA-引脚与控制器3的P1.3引脚连接，一号调速旋钮1的信号输出端分别与控制器3的P4.2引脚和P4.1引脚连接，二号调速旋钮2的信号输出端分别与控制器3的P3.1引脚和P3.2引脚连接，电动推杆7中的位置传感器7-10的信号输出端分别与P2.1引脚和P2.2引脚连接。

具体实施方式四：结合图2说明本实施方式，本实施方式是对具体实施方式三所述的制动装置的进一步的限定，本实施方式所述的一种车辆多控制方式的制动装置，所述的驱动器5采用TB6600驱动器。

具体实施方式五：结合图2说明本实施方式，本实施方式是对具体实施方式三所述的制动装置的进一步的限定，本实施方式所述的一种车辆多控制方式的制动装置，所述的控制器3采用STM32控制器。

具体实施方式六：结合图5说明本实施方式，本实施方式是对具体实施方式一所述的制动装置的进一步的限定，本实施方式所述的一种车辆多控制方式的制动装置，所述的一号调速旋钮1和二号调速旋钮2均设置在车辆的方向盘上；

本具体实施方式，采用一号调速旋钮1和二号调速旋钮2均设置在车辆的方向盘上，使用方便，减小脚的负担，通过手旋转一号调速旋钮1和二号调速旋钮2实现制动。

具体实施方式七：结合图2说明本实施方式，本实施方式是对具体实施方式三所述的制动装置的进一步的限定，本实施方式所述的一种车辆多控制方式的制动装置，所述的DC/DC转换器9的5V引脚分别与控制器3的VCC引脚、一号调速旋钮1的电源输入端和二号调速旋钮2的电源输入端连接；

本具体实施方式，采用DC/DC转换器9对电池8进行减压调节，将48v的车载电压降至5v和24v。

具体实施方式八：结合图2说明本实施方式，本实施方式是对具体实施方式七所述的制动装置的进一步的限定，本实施方式所述的一种车辆多控制方式的制动装置，所述的DC/DC转换器9的24v引脚与驱动器5的VCC引脚连接。

具体实施方式九：结合图2说明本实施方式，本实施方式是对具体实施方式一所述的制动装置的进一步的限定，本实施方式所述的一种车辆多控制方式的制动装置，所述的电动推杆7中的位置传感器7-10采用KPM16位置传感器。

具体实施方式十：结合图2说明本实施方式，本实施方式是对具体实施方式二所述的制动装置的进一步的限定，本实施方式所述的一种车辆多控制方式的制动装置，所述的外推杆7-2上的卡销7-11数量n，2≤n≤4。

工作原理

常规制动控制方式，司机踩下踏板进行制动，内推杆7-1在踏板杠杆力的作用下前移进行制动，需克服制动主缸油压和卡销7-11的阻力，以及大弹簧的拉力，卡销7-11在内推杆后端的作用下后移；松开制动踏板，内推杆7-1在大弹簧拉力的作用下回位，卡销7-11在小弹簧的推力作用下前移，卡住内推杆；

在出现紧急情况时，司机可以旋转方向盘上的一号调速旋钮1和二号调速旋钮2，将调速的信号传递到控制器3中，控制器3通过解析电脑4、一号调速旋钮1和二号调速旋钮2的控制信号，并将驱动信号传递到驱动器5上，由驱动器5输出驱动信号，将驱动信号传递到步进电机7-6上，步进电机7-6旋转，带动一号锥齿轮7-5，通过一号锥齿轮7-5和二号锥齿轮7-8啮合，带动二号锥齿轮7-8旋转，二号锥齿轮7-8带动丝杠7-3转动，使丝杆螺母7-9向上移动，丝杆螺母7-9带动外推杆7-2向上运动，并将外推杆7-2内部挡板上表面上的弹簧压缩，在制动时，猜下制动踏板，使卡销7-11缩回，通过弹簧的弹力使内推杆7-1向上移动，并推动制动液压缸的活塞，使其车子制动停止。

Claims (9)

1.一种车辆多控制方式的制动装置，其特征在于：包括一号调速旋钮(1)、二号调速旋钮(2)、控制器(3)、电脑(4)、驱动器(5)、制动液压缸(6)、电动推杆(7)、电池(8)和DC/DC转换器(9)；

控制器(3)的信号输入端分别与一号调速旋钮(1)、二号调速旋钮(2)和电脑(4)连接，控制器(3)的控制信号输出端与驱动器(5)的控制信号输入端连接，驱动器(5)的驱动信号输出端与电动推杆(7)的动力输入端连接，电动推杆(7)的中部通过制动杠杆与车辆中的制动踏板连接，电动推杆(7)的输出端与制动液压缸(6)中的活塞底面固定连接，电池(8)通过DC/DC转换器(9)对控制器(3)、电脑(4)、驱动器(5)和电动推杆(7)进行供电；

所述的电动推杆(7)包括内推杆(7-1)、外推杆(7-2)、丝杆(7-3)、一号圆柱壳体(7-4)、一号锥齿轮(7-5)、步进电机(7-6)、二号圆柱壳体(7-7)、二号锥齿轮(7-8)、丝杠螺母(7-9)、位置传感器(7-10)和卡销(7-11)；

一号圆柱壳体(7-4)的下部沿圆周外表面与二号圆柱壳体(7-7)的一端连通设置，一号圆柱壳体(7-4)和二号圆柱壳体(7-7)连接成L型壳体，外推杆(7-2)内部设有空腔，一号圆柱壳体(7-4)中嵌有外推杆(7-2)，且外推杆(7-2)内部设有挡板，外推杆(7-2)内部分为上空腔和下空腔，外推杆(7-2)上部内表面均匀的设有n个卡销(7-11)，n为正整数，外推杆(7-2)的上空腔嵌有内推杆(7-1)，且内推杆(7-1)的底端与外推杆(7-2)的内部挡板上表面之间设有弹簧，外推杆(7-2)的下空腔内部设有丝杆(7-3)，丝杆(7-3)的顶端穿过丝杠螺母(7-9)，且丝杠螺母(7-9)与丝杆(7-3)螺纹连接，丝杠螺母(7-9)的外圆面与外推杆(7-2)的内表面固定连接，丝杆(7-3)的底部设有台肩，丝杆(7-3)的底端与二号锥齿轮(7-8)中心孔上表面固定连接，二号圆柱壳体(7-7)内部底面设有支柱，二号锥齿轮(7-8)的中心孔嵌有轴承，支柱的顶端穿过轴承，丝杆(7-3)的顶端端面设有位置传感器(7-10)，二号圆柱壳体(7-7)的另一端内部端面处固定设有步进电机(7-6)，步进电机(7-6)的输出端与一号锥齿轮(7-5)固定连接，且一号锥齿轮(7-5)与二号锥齿轮(7-8)啮合。

2.根据权利要求1所述的一种车辆多控制方式的制动装置，其特征在于：所述的驱动器(5)采用TB6600驱动器。

3.根据权利要求1所述的一种车辆多控制方式的制动装置，其特征在于：所述的控制器(3)采用STM32控制器。

4.根据权利要求2或3所述的一种车辆多控制方式的制动装置，其特征在于：所述的电动推杆(7)中的步进电机的输出端分别与驱动器(5)的A+引脚、A-引脚、B+引脚和B-引脚连接，驱动器(5)的PUL+引脚分别与控制器(3)的VCC引脚和驱动器(5)的DIR+引脚连接，驱动器(5)的DIR+引脚与驱动器(5)的ENA+引脚连接，驱动器(5)的DIR-引脚与控制器(3)的P1.2引脚连接，驱动器(5)的PUL-引脚与控制器(3)的P1.1引脚连接，驱动器(5)的ENA-引脚与控制器(3)的P1.3引脚连接，一号调速旋钮(1)的信号输出端分别与控制器(3)的P4.2引脚和P4.1引脚连接，二号调速旋钮(2)的信号输出端分别与控制器(3)的P3.1引脚和P3.2引脚连接，电动推杆(7)中的位置传感器(7-10)的信号输出端分别与P2.1引脚和P2.2引脚连接。

5.根据权利要求1所述的一种车辆多控制方式的制动装置，其特征在于：所述的一号调速旋钮(1)和二号调速旋钮(2)均设置在车辆的方向盘上。

6.根据权利要求1所述的一种车辆多控制方式的制动装置，其特征在于：所述的DC/DC转换器(9)的5V引脚分别与控制器(3)的VCC引脚、一号调速旋钮(1)的电源输入端和二号调速旋钮(2)的电源输入端连接。

7.根据权利要求6所述的一种车辆多控制方式的制动装置，其特征在于：所述的DC/DC转换器(9)的24v引脚与驱动器(5)的VCC引脚连接。

8.根据权利要求1所述的一种车辆多控制方式的制动装置，其特征在于：所述的电动推杆(7)中的位置传感器(7-10)采用KPM16位置传感器。

9.根据权利要求1所述的一种车辆多控制方式的制动装置，其特征在于：所述的外推杆(7-2)上的卡销(7-11)数量n，2≤n≤4。

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