CN113859397B - 镍钛合金摩擦片涨闸式车辆锁止装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种镍钛合金摩擦片涨闸式车辆锁止装置及方法，圆柱状的锁盘，锁盘与车轮同轴连接，还包括与锁盘间隔设置的摩擦片和输送装置，摩擦片与输送装置连接，输送装置用于将摩擦片向锁盘移动或者远离，摩擦片呈圆弧状，摩擦片由镍钛合金制成且具有双程形状记忆效应，摩擦片与锁盘接触后，摩擦片的温度升高，摩擦片的热弹性马氏体形状向奥氏体形状转变，摩擦片与锁盘的接触面增大，从而实现线性减速，而且镍钛合金本身就具有耐磨损、高阻尼和超弹性的特点，因此相较于普通的刹车片更加耐用，而在摩擦片磨损后，摩擦片依旧可以通过双程形状记忆效应，使摩擦片由热弹性马氏体形状向奥氏体形状转变，同样可以达到普通刹车片相同的效果。

Description

镍钛合金摩擦片涨闸式车辆锁止装置和方法

技术领域

本发明涉及一种车锁具领域，尤其涉及一种镍钛合金摩擦片涨闸式车辆锁止装置和方法。

背景技术

随着绿色城市、低碳城市的建设，越来越多的人选择自行车作为短程出行工具，而且随着共享单车的出现，不仅使人们出行增加了更多的选择，而且解决了公共交通“最后一公里”的难题，而自行车的安全防盗问题是发展自行车出行的一道阻碍，以共享单车为例，共享单车一般都是使用马蹄锁锁车，通过锁梁直接插入锁孔，将锁梁卡入轮毂，以此限制车轮的转动，从而到达锁车的目的，这样不仅费时费力，而且在骑行过程中，如果因为操作失误或者意外触发而导致车辆急停，如此轻则导致自行车受到损坏，重则导致骑行者被甩下自行车，因此会存在严重的安全隐患。

而中国专利申请号为201821878480.1，专利名称《螺杆推进式电控随动装置及应用其的闸锁》中公开了一种螺杆推进式电控随动装置，利用刹车原理减速锁车，以解决上述现有的马蹄锁因为操作失误突然抱死锁车，将骑行者从车上甩出的问题，但是该申请中采用刹车原理减速锁车，在使用一段时间后，摩擦片会发生磨损，从而影响刹车锁车。

发明内容

本发明公开了一种镍钛合金摩擦片涨闸式车辆锁止装置和方法，以解决上述背景技术中现有的车锁因为长时间使用后，摩擦片会发生磨损的问题。

为解决上述技术问题，现公开以下技术方案：

一种镍钛合金摩擦片涨闸式车辆锁止装置，包括圆柱状的锁盘，所述锁盘与车轮同轴连接，还包括与所述锁盘间隔设置的摩擦片和输送装置，所述摩擦片与所述输送装置连接，所述输送装置用于将所述摩擦片向所述锁盘移动或者远离，所述摩擦片呈圆弧状，所述摩擦片由镍钛合金制成，所述摩擦片接触所述锁盘或远离所述锁盘时发生双程形状记忆效应；当所述摩擦片接触所述锁盘时，所述摩擦片与所述锁盘的接触面积增大。

作为优选，所述输送装置包括内壳和设置在所述内壳内的电机、丝杆、固定块，所述内壳设有开口，所述固定块卡合在所述内壳的开口处，所述固定块设有螺纹孔，所述丝杆的一端与电机连接，另一端通过所述螺纹孔与所述固定块连接，所述固定块远离连接所述丝杆的一端连接所述摩擦片，所述电机转动驱动所述丝杆转动，所述固定块与所述丝杆产生相对转动，使得所述固定块朝锁盘接近或者远离运动。

作为优选，所述丝杆的螺纹长度大于所述摩擦片到所述锁盘之间的间距。

作为优选，所述丝杆与所述电机的转动轴连接，所述丝杆远离连接所述固定块的一端设有通孔，所述转动轴插入所述通孔中。

作为优选，所述通孔呈半圆型，所述转动轴连接所述丝杆的一端与所述通孔相适配，所述转动轴转动时与所述通孔的内壁抵持。

作为优选，还包括控制芯片，所述电机与所述控制芯片电连接，所述控制芯片控制所述电机正转或者反转。

作为优选，所述控制芯片控制所述电机正转，驱动所述摩擦片靠近所述锁盘，实现锁止；所述控制芯片控制所述电机反转，驱动所述摩擦片远离所述锁盘，实现解锁。

作为优选，还包括外壳，所述外壳内设有用于设置所述锁盘、摩擦片和所述输送装置的空腔。

一种镍钛合金摩擦片涨闸式车辆锁止方法，用于上述任一项所述的镍钛合金摩擦片涨闸式车辆锁止装置，其特征在于，

锁车时，

s1控制芯片控制电机正转，驱动固定块靠近锁盘；

s2摩擦片两端与锁盘接触并摩擦产生热量；

s3摩擦片与锁盘的接触面逐渐增大；

s4摩擦片呈奥氏体形状与锁盘贴合，停车，电机停止运行；

解锁时，

S5控制芯片控制电机反转，驱动固定块远离锁盘；

S6固定块回原位，电机停止运行。

作为优选，S4’摩擦片冷却，摩擦片从奥氏体形状逆变为马氏体形状，摩擦片抵持锁盘。

有益效果，本发明公开了一种镍钛合金摩擦片涨闸式车辆锁止装置及方法，圆柱状的锁盘，锁盘与车轮同轴连接，还包括与锁盘间隔设置的摩擦片和输送装置，摩擦片与输送装置连接，输送装置用于将摩擦片向锁盘移动或者远离，摩擦片呈圆弧状，摩擦片由镍钛合金制成且具有双程形状记忆效应，摩擦片与锁盘接触后，摩擦片的温度升高，摩擦片的热弹性马氏体形状向奥氏体形状转变，摩擦片与锁盘的接触面增大，从而实现线性减速，而且镍钛合金本身就具有耐磨损、高阻尼和超弹性的特点，因此相较于普通的刹车片更加耐用，而在摩擦片磨损后，摩擦片依旧可以通过双程形状记忆效应，使摩擦片由热弹性马氏体形状向奥氏体形状转变，同样可以达到普通刹车片相同的效果。

附图说明

图1为本发明结构图；

图2为本发明的构爆炸图；

图3为本发明推动装置的爆炸图；

图4为本发明摩擦片为马氏体形状时的结构图；

图5为本发明摩擦片为奥氏体形状时的结构图；

图6为本发明摩擦片马氏体形状-奥氏体形状变化图。

主要元件符号说明如下：

1、外壳；2、内壳；3、锁盘；4、电机；5、丝杆；51、通孔；6、固定块；61、螺孔；7、摩擦片；8、转动轴；9、控制芯片；10、输送装置。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。

一种镍钛合金摩擦片涨闸式车辆锁止装置，参阅图1-6，包括圆柱状的锁盘3，锁盘3与车轮同轴连接，还包括与锁盘3间隔设置的摩擦片7和输送装置10，摩擦片7与输送装置10连接，输送装置10用于将摩擦片7向锁盘3移动或者远离，摩擦片7呈圆弧状，摩擦片7由镍钛合金制成且具有双程形状记忆效应，镍钛形状记忆合金是一种具有形状记忆效应的，而具有双程记忆效应是一种对合金进行一定训练后得到，通过将摩擦片7在外在应力作用下，反复加热和冷却，从而使摩擦片7在加热时从马氏体形状转变为奥氏体形状，而当摩擦片7冷却后从奥氏体形状逆变为马氏体形状，摩擦片7与锁盘3接触后，摩擦片7与锁盘3之间摩擦生热，摩擦片7的温度上升，摩擦片7由热弹性马氏体形状向奥氏体形状转变，此时摩擦片7内圆弧弧度增大，摩擦片7与锁盘3之间的接触面积增大，从而增加摩擦片7与锁盘3之间的摩擦力，使锁盘3可以呈线性逐步减速，而且摩擦片7采用镍钛合金，本身就具有耐磨损、高阻尼和超弹性的特点，因此相较于普通的刹车片更加耐用，同时，在摩擦片发生磨损后，摩擦片在与锁盘接触摩擦，摩擦片7由马氏体形状向奥氏体形状转变后，摩擦片依旧可以达到原有的接触面积，因此使用时间更长。

本实施例，包括外壳1和设置在外壳1内的锁盘3、内壳2，外壳1作为锁止装置的外壳，用于保护锁盘3和内壳2内的锁止，锁盘3与自行车的车轮同轴连接，自行车的车轮带动锁盘3一起运动，内壳2设有开口，内壳2内还设有电机4、丝杆5和固定块6，固定块6卡合在内壳2的开口处，丝杆5一端与电机4连接，固定块6设有与丝杆5的螺纹相适配的螺孔61，丝杆5的另一端通过螺孔61与固定块6连接，当电机4转动时，电机4的转子带动丝杆5转动，固定块6沿丝杆5旋转方向的轴向运动，固定块6远离连接丝杆5的一端设有镍钛合金制成的摩擦片7，电机转动，电机转动驱动丝杆转动，固定块与丝杆产生相对转动，使得固定块沿着丝杆轴线运动，伸出外壳外或者缩入外壳内，从而使摩擦片接触或者远离锁盘，进而完成锁车或者解锁。

本实施例，丝杆5与电机4之间通过转动轴8连接，转动轴8与电机4的转子连接，丝杆5远离连接固定块6的一端设有通孔51，转动轴8插入通孔51中，通孔51呈半圆型，转动轴8连接丝杆5的一端与通孔51相适配，转动轴8转动时与丝杆5的内壁抵持，在电机4转动时，电机4内的转子发生转动从而带动转动轴8转动，转动轴8转动时与丝杆5内壁抵持，使丝杆5随转动轴8沿相同的方向同步运动，丝杆5的螺纹长度大于摩擦片7到锁盘3之间的间距，使丝杆5推动固定块6向锁盘3运动时可以使摩擦片7与锁盘3发生抵持。

本实施例，固定块6远离连接丝杆5的一端呈圆弧状，摩擦片7呈奥氏体形状时与固定块6贴合，在锁车时，防止摩擦片7与锁盘3发生过大的作用力时，使摩擦片7发生形变，从而使摩擦片不能良好的限制锁盘运动。

本实施例，还包括控制芯片9，电机4与控制芯片9电连接，控制芯片9控制电机4正转或者反转，控制芯片9控制电机4正转，驱动固定块6靠近锁盘3，实现锁止；控制芯片9控制电机4反转，驱动固定块6远离锁盘3，实现解锁，同时，控制芯片接收的开锁或者关锁信号为蓝牙信号、远程数据、NFC或者指纹等其中一种形式。

本发明还公开了一种镍钛合金摩擦片7涨闸式车辆锁止方法，用于上述的镍钛合金摩擦片7涨闸式车辆锁止装置，

在锁车时，

s1控制芯片9控制电机4正转，驱动固定块6靠近锁盘3；

s2摩擦片7两端与锁盘3接触并摩擦产生热量；

s3摩擦片7与锁盘3的接触面逐渐增大；

s4摩擦片7呈奥氏体形状与锁盘3贴合，停车，电机4停止运行；

S4’摩擦片7冷却，摩擦片7从奥氏体形状逆变为马氏体形状，摩擦片7抵持锁盘3。

本实施例，在解锁时，

S5控制芯片9控制电机4反转，驱动固定块6远离锁盘3；

S6固定块6回原位，电机4停止运行。

以共享自行车为例，将镍钛合金摩擦片7涨闸式车辆锁止装置安装在共享自行车的后轮，锁盘3与共享自行车的后轮的转动轴8连接，共享自行车的后轮发生转动时带动锁盘3同步转动，在使用过程中，用户通过控制芯片9使电机4反转，电机4反转带动丝杆5转动，使固定块6沿远离锁盘3的方向运动，就可完成解锁；而在需要锁车时，停车，控制芯片9控制电机4正转，电机4正转带动丝杆5转动，使固定块6沿丝杆5转动方向的轴向向锁盘3方向运动，此时摩擦片7与锁盘3之间发生抵持，从而限制锁盘3运转，而在行驶过程中，因为错误操作从而触发锁车，电机4正转，在固定块6沿丝杆5转动方向的轴向向锁盘3方向运动的过程中，摩擦片7的两端与锁盘3首先接触，此时摩擦片7与锁盘3之间产生较小的摩擦力，随着摩擦片7因为摩擦生热，摩擦片7发生相变，摩擦片7在从马氏体形状转变为奥氏体形状的过程中，摩擦片7与锁盘3之间的接触面积也逐渐增大，因此车辆也会随着摩擦片7的相变缓慢停下，因此有效防止了在骑行过程中，因为操作失误突然抱死锁车，将骑行者从车上甩出的问题。

有益之处：

1.摩擦片与锁盘接触后，摩擦片在相变过程中，摩擦片与锁盘的接触面积逐渐变大，因此车辆的速度变化过程中成线性变化，因此防止在骑行过程中，因为操作失误突然抱死锁车，将骑行者从车上甩出。

2.摩擦片在长期的使用过程中往往会导致磨损，本发明采用的镍钛合金制成的摩擦片在长期使用后，通过逆变为奥氏体形状后与锁盘的接触面积依旧可以达到良好的刹车锁车效果。

以上公开的仅为本实用新型的几个具体实施例，但是本发明并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种镍钛合金摩擦片涨闸式车辆锁止装置，包括圆柱状的锁盘，所述锁盘与车轮同轴连接，其特征在于，还包括与所述锁盘间隔设置的摩擦片和输送装置，所述摩擦片与所述输送装置连接，所述输送装置用于将所述摩擦片与所述锁盘抵持或者分开，所述摩擦片由镍钛合金制成，所述摩擦片接触所述锁盘或远离所述锁盘时发生双程形状记忆效应；当所述摩擦片接触所述锁盘时，所述摩擦片与所述锁盘的接触面积增大。

2.根据权利要求1所述的镍钛合金摩擦片涨闸式车辆锁止装置，其特征在于，所述输送装置包括内壳和设置在所述内壳内的电机、丝杆、固定块，所述内壳设有开口，所述固定块卡合在所述内壳的开口处，所述固定块设有螺纹孔，所述丝杆的一端与电机连接，另一端通过所述螺纹孔与所述固定块连接，所述固定块远离连接所述丝杆的一端连接所述摩擦片，所述电机转动驱动所述丝杆转动，所述固定块与所述丝杆产生相对转动，使得所述固定块朝锁盘接近或者远离运动。

3.根据权利要求2所述的镍钛合金摩擦片涨闸式车辆锁止装置，其特征在于，所述丝杆的螺纹长度大于所述摩擦片到所述锁盘之间的间距。

4.根据权利要求2所述的镍钛合金摩擦片涨闸式车辆锁止装置，其特征在于，所述丝杆与所述电机的转动轴连接，所述丝杆远离连接所述固定块的一端设有通孔，所述转动轴插入所述通孔中。

5.根据权利要求4所述的镍钛合金摩擦片涨闸式车辆锁止装置，其特征在于，所述通孔呈半圆型，所述转动轴连接所述丝杆的一端与所述通孔相适配，所述转动轴转动时与所述通孔的内壁抵持。

6.根据权利要求2所述的镍钛合金摩擦片涨闸式车辆锁止装置，其特征在于，还包括控制芯片，所述电机与所述控制芯片电连接，所述控制芯片控制所述电机正转或者反转。

7.根据权利要求6所述的镍钛合金摩擦片涨闸式车辆锁止装置，其特征在于，所述控制芯片控制所述电机正转，驱动所述摩擦片靠近所述锁盘，实现锁止；所述控制芯片控制所述电机反转，驱动所述摩擦片远离所述锁盘，实现解锁。

8.根据权利要求1所述的镍钛合金摩擦片涨闸式车辆锁止装置，其特征在于，还包括外壳，所述外壳内设有用于设置所述锁盘、摩擦片和所述输送装置的空腔。

9.一种镍钛合金摩擦片涨闸式车辆锁止方法，将权利要求1-8任一项所述的镍钛合金摩擦片涨闸式车辆锁止装置安装在自行车后车轮上，其特征在于，

锁车时，

S1控制芯片控制电机正转，驱动固定块靠近锁盘；

S2摩擦片与锁盘抵持，电机停止运行；

解锁时，

S3控制芯片控制电机反转，驱动固定块远离锁盘；

S4固定块回原位，电机停止运行。

10.根据权利要求9所述的镍钛合金摩擦片涨闸式车辆锁止方法，其特征在于，在行驶过程锁车时，在S1中还包括，S1’摩擦片与锁盘接触并摩擦产生热量，摩擦片由马氏体形状向奥氏体形状转变，摩擦片与锁盘的接触面积增大。

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