CN112238842A - 用于无人驾驶车辆的制动系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于无人驾驶车辆的制动系统，包括推筒、摩擦块和制动盘，所述制动盘端面开设有环形槽，所述同位杆两端分别固定设置有撞击传感器和压力传感器，且同位杆与压力传感器间固定连接有弹性块，所述铁芯靠近伸缩筒的一端固定连接有连接柱，且连接柱活动伸入伸缩筒，本发明在使用中，通过环形槽、撞击传感器和压力传感器等结构判断车轮是否属于急停状态下的车轮抱死，并通过铁芯、连接杆和限位块等结构，使得伸缩筒带动摩擦块向远离制动盘的方向运动，解除车轮的抱死状态，同时通过吹风孔、齿条、转动叶片等结构的设置，使得空气通过吹风孔吹至制动盘上进行清理杂质和冷却，使用方便，非常值得推广。

Description

用于无人驾驶车辆的制动系统
技术领域
本发明涉及车辆制动设备技术领域，具体为一种用于无人驾驶车辆的制动系统。
背景技术
制动系统是汽车的重要组成部分之一，直接关系到汽车综合性能和人们的生命财产安全。现有的制动系统有液压式行车制动器、气压式行车制动器和电子机械制动系统，传统的液压式、气压式制动系统存在响应速度慢、不可主动调节和难以集成控制等缺点，不适用于无人驾驶领域的应用。
现有技术中，申请号为“201310453495.9”的一种车辆电子机械制动系统压电式制动执行机构，包括制动钳体、壳体、活塞、位移放大机构、压电元件和摩擦块，通过压电元件推动活塞，位移放大机构放大位移量，使得摩擦块与制动盘接触并产生摩擦力，实现制动效果。
但现有技术仍存在较多不足，如,1，摩擦块与制动盘间的摩擦力过大会使得制动盘急停，导致车轮抱死，易使得车辆失控导致危险；2，上述技术中的散热装置设置在壳体外侧，使得摩擦块和制动盘间摩擦热量的散热效果不够充分，对制动效果造成不良影响。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于无人驾驶车辆的制动系统，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种用于无人驾驶车辆的制动系统，包括推筒、摩擦块和制动盘，且摩擦块位于推筒和制动盘之间，所述推筒中活动穿过有伸缩筒，且伸缩筒伸出推筒的一端与摩擦块固定连接，所述摩擦块内部固定穿过有感应筒，且推筒、伸缩筒和感应筒间连通；
所述制动盘端面开设有环形槽，且环形槽至少具有一个相邻位置至制动盘中心的间距不同的内壁，且内壁至少具有一种至制动盘中心的单一极值间距点，所述感应筒固定伸入环形槽，且感应筒伸进环形槽的侧壁上开设有若干吹风孔；
所述感应筒中活动伸出有伸出杆，且伸出杆伸出感应筒的一端与环形槽内壁活动连接，且与伸出杆活动连接的所述环形槽内壁相邻位置至制动盘中心的间距不同，所述伸出杆伸入感应筒的一端固定连接有挤压弹簧，所述感应筒内部活动设置有同位杆，且伸出杆与同位杆间固定连接有连杆，所述同位杆两端分别固定设置有撞击传感器和压力传感器，且同位杆与压力传感器间固定连接有弹性块；
所述推筒内部固定设置有电源、导线和铁芯，且导线缠绕在铁芯上，所述铁芯靠近伸缩筒的一端固定连接有连接柱，且连接柱活动伸入伸缩筒，位于铁芯和伸缩筒之间的所述连接柱外侧套设有复位弹簧；
伸入伸缩筒的所述连接柱固定连接有限位弹簧，所述限位弹簧远离连接柱的一端固定连接有限位块，且限位块活动伸出伸缩筒，所述推筒内壁开设有限位槽，且限位块伸出伸缩筒的一端活动伸入限位槽中；
所述伸缩筒中活动设置有齿条，所述齿条与限位块间通过连接杆固定连接，所述伸缩筒中活动设置有转动杆，所述转动杆外侧固定连接有与齿条啮合连接的轮齿，且转动杆上固定连接有若干转动叶片。
优选的，所述环形槽的形状为两个偏心圆组成的环形结构。
优选的，所述伸出杆伸出感应筒的一端活动连接有滚轮。
优选的，所述导线连接有制冷半导体。
优选的，所述感应筒内部固定设置有挡板，且挡板位于吹风孔和伸出杆之间。
优选的，所述推筒远离摩擦块的一端固定连接有驱动杆，所述驱动杆安装在步进电缸上。
优选的，所述伸缩筒伸入推筒的一端固定连接有活塞，且活塞开设有若干通气孔连通推筒和伸缩筒。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本装置通过环形槽、伸出杆、撞击传感器和压力传感器的设置，通过两次撞击的时间间隔计算出车轮的转动速度，并通过压力传感器上压力变化判断车轮是否抱死，从而判断车轮是否属于急停状态下的车轮抱死，实现对车轮运动状态的实时监控；
2、本装置通过电源、铁芯、连接杆和限位块等结构的设置，在车轮急停抱死情况下，伸缩筒带动摩擦块向远离制动盘的方向运动，解除车轮的抱死状态，避免了车辆失控的危险；
3、本装置通过吹风孔、齿条、转动杆、转动叶片和制冷半导体等结构的设置，使得空气通过吹风孔吹至制动盘上进行清理杂质和冷却，通过精确定位冷却和清理大大提高了工作效率，从而提高车轮的制动性能。
本发明的用于无人驾驶车辆的制动系统，通过环形槽、撞击传感器和压力传感器等结构判断车轮是否属于急停状态下的车轮抱死，并通过铁芯、连接杆和限位块等结构，使得伸缩筒带动摩擦块向远离制动盘的方向运动，解除车轮的抱死状态，同时通过吹风孔、齿条、转动叶片等结构的设置，使得空气通过吹风孔吹至制动盘上进行清理杂质和冷却，使用方便，非常值得推广。
附图说明
图1为本发明整体结构正视剖面示意图；
图2为本发明的推筒和伸缩筒配合示意图；
图3为本发明的环形槽与感应筒配合状态一的侧视剖面示意图；
图4为本发明的环形槽与感应筒配合状态一的正视剖面示意图；
图5为本发明的环形槽与感应筒配合状态二的侧视剖面示意图；
图6为本发明的环形槽与感应筒配合状态二的正视剖面示意图；
图7为本发明的摩擦块离开制动盘的效果示意图。
图中：1推筒、101限位槽、2伸缩筒、3摩擦块、4制动盘、41环形槽、5感应筒、51吹风孔、6伸出杆、7挤压弹簧、8连杆、9同位杆、10撞击传感器、11压力传感器、12弹性块、13电源、14导线、15铁芯、16制冷半导体、17连接柱、18复位弹簧、19限位弹簧、20限位块、21齿条、22连接杆、24转动杆、241轮齿、242转动叶片、25滚轮、26挡板、27驱动杆、28步进电缸、29活塞。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-7，本发明提供一种技术方案：
一种用于无人驾驶车辆的制动系统，包括推筒1、摩擦块3和制动盘4，且摩擦块3位于推筒1和制动盘4之间，摩擦块3挤压在制动盘4上施加摩擦阻力，迫使制动盘4停止转动实现制动效果，推筒1中活动穿过有伸缩筒2，且伸缩筒2伸出推筒1的一端与摩擦块3固定连接，摩擦块3内部固定穿过有感应筒5，且推筒1、伸缩筒2和感应筒5间连通；
制动盘4端面开设有环形槽41，且环形槽41至少具有一个相邻位置至制动盘4中心的间距不同的内壁，且内壁至少具有一种至制动盘4中心的单一极值间距点，感应筒5固定伸入环形槽41，且感应筒5伸进环形槽41的侧壁上开设有若干吹风孔51；
感应筒5中活动伸出有伸出杆6，且伸出杆6伸出感应筒5的一端与环形槽41内壁活动连接，且与伸出杆6活动连接的环形槽41内壁相邻位置至制动盘4中心的间距不同，制动盘4在转动过程中，伸出杆6随制动盘4的转动伸出不同长度，伸出杆6伸入感应筒5的一端固定连接有挤压弹簧7，挤压弹簧7使得伸出杆6挤压在环形槽41内壁上，感应筒5内部活动设置有同位杆9，且伸出杆6与同位杆9间固定连接有连杆8，同位杆9随伸出杆6运动而运动，同位杆9两端分别固定设置有撞击传感器10和压力传感器11，且同位杆9与压力传感器11间固定连接有弹性块12，当环形槽41的单一极值间距点运动至伸出杆6位置时，伸出杆6带动同位杆9撞击在撞击传感器10上，通过两次撞击的时间间隔计算出车轮的转动速度，在车轮转动过程中，同位杆9时刻运动并通过弹性块12给压力传感器11施加不同压力，当车轮停止转动时，同位杆9停止运动并给压力传感器11施加相同压力，根据撞击传感器10判断车轮在前一时刻的速度，压力传感器11判断车轮是否停止，从而判断车轮是否属于急停状态下的车轮抱死，若属于急停状态下的车轮抱死，则使电源13通电，若不属于急停状态下的车轮抱死，则不使电源13通电；
当单一极值间距为单一最大间距时，撞击传感器10设置在同位杆9靠近伸出杆6伸出方向的一端，压力传感器11设置在同位杆9远离伸出杆6伸出方向的一端，当单一极值间距为单一最小间距时，撞击传感器10设置在同位杆9远离伸出杆6伸出方向的一端，压力传感器11设置在同位杆9靠近伸出杆6伸出方向的一端；
推筒1内部固定设置有电源13、导线14和铁芯15，且导线14缠绕在铁芯15上，当电源13通电时，铁芯15吸引活塞29向远离摩擦块3的方向运动，铁芯15靠近伸缩筒2的一端固定连接有连接柱17，铁芯15具有磁性使得连接柱17具有磁性，且连接柱17活动伸入伸缩筒2，位于铁芯15和伸缩筒2之间的连接柱17外侧套设有复位弹簧18，复位弹簧18推动伸缩筒2向靠近摩擦块3的方向运动并固定；
伸入伸缩筒2的连接柱17固定连接有限位弹簧19，限位弹簧19远离连接柱17的一端固定连接有限位块20，且限位块20活动伸出伸缩筒2，推筒1内壁开设有限位槽101，且限位块20伸出伸缩筒2的一端活动伸入限位槽101中，限位块20伸入限位槽101中进行限位，使得伸缩筒2无法自由运动，保证装置运行时的稳定性，当电源13通电时，铁芯15具有磁性使得连接柱17具有磁性，连接柱17吸引限位块20，使得限位块20离开限位槽101并收回至伸缩筒2内部，解除推筒1和伸缩筒2间的固定关系，伸缩筒2在铁芯15的吸引下向远离摩擦块3的方向运动，使得摩擦块3与制动盘4分离，解除车轮的抱死状态，同时伸缩筒2在运动过程中将推筒1中的冷空气挤入伸缩筒2中，并最终通过吹风孔51吹至制动盘4上，吹去制动盘4上因摩擦产生的杂质并起到冷却效果，提高制动能力；
伸缩筒2中活动设置有齿条21，齿条21与限位块20间通过连接杆22固定连接，齿条21随限位块20运动而运动，伸缩筒2中活动设置有转动杆24，转动杆24外侧固定连接有与齿条21啮合连接的轮齿241，齿条21通过轮齿241带动转动杆24转动，且转动杆24上固定连接有若干转动叶片242，转动杆24转动带动转动叶片242转动，转动叶片242转动鼓风，使得空气通过吹风孔51吹至制动盘4上进行清理杂质和冷却。
具体的，环形槽41的形状为两个偏心圆组成的环形结构，两个偏心圆组成的环形结构的环形槽41同时具备单一最大间距和单一最小间距，由此对撞击传感器10和压力传感器11的设置要求不再苛刻，可根据实际需要进行布置撞击传感器10和压力传感器11，同时两个偏心圆组成的环形结构的环形槽41更易加工。
具体的，伸出杆6伸出感应筒5的一端活动连接有滚轮25，通过滚轮25与环形槽41间的滚动摩擦代替伸出杆6与环形槽41间的滑动摩擦，降低了摩擦阻力，提高装置的使用寿命。
具体的，导线14连接有制冷半导体16，制冷半导体16通电对装置内部的空气进行冷却，使得从吹风孔51离开的空气为冷空气，提高对制动盘4的冷却效果。
具体的，感应筒5内部固定设置有挡板26，且挡板26位于吹风孔51和伸出杆6之间，挡板26挡住空气流动，使得更多的空气通过吹风孔51鼓出，提高对制动盘4的清理和冷却效果。
具体的，推筒1远离摩擦块3的一端固定连接有驱动杆27，驱动杆27安装在步进电缸28上，通过步进电缸28推动推筒1运动，使得摩擦块3挤压在制动盘4上进行制动，更为精确，同时撞击传感器10上得到的车轮速度可为步进电缸28的运行提供实时参考数据，使得控制更为精准。
具体的，伸缩筒2伸入推筒1的一端固定连接有活塞29，活塞29在推筒1中运动时封闭效果更好，能够使得更多的冷空气从推筒1挤入伸缩筒2中，提高对制动盘4的清理和冷却效果，且活塞29开设有若干通气孔连通推筒1和伸缩筒2。
工作原理：当环形槽41的单一极值间距点运动至伸出杆6位置时，伸出杆6带动同位杆9撞击在撞击传感器10上，通过两次撞击的时间间隔计算出车轮的转动速度，在车轮转动过程中，同位杆9时刻运动并通过弹性块12给压力传感器11施加不同压力，当车轮停止转动时，同位杆9停止运动并给压力传感器11施加相同压力，根据撞击传感器10判断车轮在前一时刻的速度，压力传感器11判断车轮是否停止，从而判断车轮是否属于急停状态下的车轮抱死，若属于急停状态下的车轮抱死，则使电源13通电，若不属于急停状态下的车轮抱死，则不使电源13通电；
当电源13通电时，铁芯15具有磁性使得连接柱17具有磁性，连接柱17吸引限位块20，使得限位块20离开限位槽101并收回至伸缩筒2内部，解除推筒1和伸缩筒2间的固定关系，伸缩筒2在铁芯15的吸引下向远离摩擦块3的方向运动，使得摩擦块3与制动盘4分离，解除车轮的抱死状态；
齿条21随限位块20运动而运动，齿条21通过轮齿241带动转动杆24转动，转动杆24转动带动转动叶片242转动，转动叶片242转动鼓风，使得空气通过吹风孔51吹至制动盘4上进行清理杂质和冷却；
当车轮恢复转动后，同位杆9运动并通过弹性块12给压力传感器11施加不同压力，电源13断电，伸缩筒2在复位弹簧18作用下向靠近摩擦块3的方向运动，限位块20在限位弹簧19作用下向靠近限位槽101的方向运动，最终使得限位块20插入限位槽101中。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种用于无人驾驶车辆的制动系统，包括推筒(1)、摩擦块(3)和制动盘(4)，且摩擦块(3)位于推筒(1)和制动盘(4)之间，其特征在于：所述推筒(1)中活动穿过有伸缩筒(2)，且伸缩筒(2)伸出推筒(1)的一端与摩擦块(3)固定连接，所述摩擦块(3)内部固定穿过有感应筒(5)，且推筒(1)、伸缩筒(2)和感应筒(5)间连通；
所述制动盘(4)端面开设有环形槽(41)，且环形槽(41)至少具有一个相邻位置至制动盘(4)中心的间距不同的内壁，且内壁至少具有一种至制动盘(4)中心的单一极值间距点，所述感应筒(5)固定伸入环形槽(41)，且感应筒(5)伸进环形槽(41)的侧壁上开设有若干吹风孔(51)；
所述感应筒(5)中活动伸出有伸出杆(6)，且伸出杆(6)伸出感应筒(5)的一端与环形槽(41)内壁活动连接，且与伸出杆(6)活动连接的所述环形槽(41)内壁相邻位置至制动盘(4)中心的间距不同，所述伸出杆(6)伸入感应筒(5)的一端固定连接有挤压弹簧(7)，所述感应筒(5)内部活动设置有同位杆(9)，且伸出杆(6)与同位杆(9)间固定连接有连杆(8)，所述同位杆(9)两端分别固定设置有撞击传感器(10)和压力传感器(11)，且同位杆(9)与压力传感器(11)间固定连接有弹性块(12)；
所述推筒(1)内部固定设置有电源(13)、导线(14)和铁芯(15)，且导线(14)缠绕在铁芯(15)上，所述铁芯(15)靠近伸缩筒(2)的一端固定连接有连接柱(17)，且连接柱(17)活动伸入伸缩筒(2)，位于铁芯(15)和伸缩筒(2)之间的所述连接柱(17)外侧套设有复位弹簧(18)；
伸入伸缩筒(2)的所述连接柱(17)固定连接有限位弹簧(19)，所述限位弹簧(19)远离连接柱(17)的一端固定连接有限位块(20)，且限位块(20)活动伸出伸缩筒(2)，所述推筒(1)内壁开设有限位槽(101)，且限位块(20)伸出伸缩筒(2)的一端活动伸入限位槽(101)中；
所述伸缩筒(2)中活动设置有齿条(21)，所述齿条(21)与限位块(20)间通过连接杆(22)固定连接，所述伸缩筒(2)中活动设置有转动杆(24)，所述转动杆(24)外侧固定连接有与齿条(21)啮合连接的轮齿(241)，且转动杆(24)上固定连接有若干转动叶片(242)。
2.根据权利要求1所述的用于无人驾驶车辆的制动系统，其特征在于：所述环形槽(41)的形状为两个偏心圆组成的环形结构。
3.根据权利要求1所述的用于无人驾驶车辆的制动系统，其特征在于：所述伸出杆(6)伸出感应筒(5)的一端活动连接有滚轮(25)。
4.根据权利要求1所述的用于无人驾驶车辆的制动系统，其特征在于：所述导线(14)连接有制冷半导体(16)。
5.根据权利要求1所述的用于无人驾驶车辆的制动系统，其特征在于：所述感应筒(5)内部固定设置有挡板(26)，且挡板(26)位于吹风孔(51)和伸出杆(6)之间。
6.根据权利要求1所述的用于无人驾驶车辆的制动系统，其特征在于：所述推筒(1)远离摩擦块(3)的一端固定连接有驱动杆(27)，所述驱动杆(27)安装在步进电缸(28)上。
7.根据权利要求1所述的用于无人驾驶车辆的制动系统，其特征在于：所述伸缩筒(2)伸入推筒(1)的一端固定连接有活塞(29)，且活塞(29)开设有若干通气孔连通推筒(1)和伸缩筒(2)。
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