CN116639174A - 一种无动力行走装置的自动刹车方法及自动刹车机构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及轮椅行进控制方法领域，公开一种无动力行走装置的自动刹车方法及自动刹车机构，其在无动力行走装置的车轮上连接与之联动的液压泵，并将所述液压泵作为所述无动力行走装置的液压制动动力源；在所述无动力行走装置的行进过程中，通过运转的车轮带动所述液压泵运转，通过所述液压泵的运转带动制动介质液循环流动；在制动介质液的循环流动路径上设置流量控制阀，通过控制所述流量控制阀的开度来控制所述无动力行走装置的制动速度点，当所述无动力行走装置的行进速度达到所述制动速度点时，自动进行液压制动。本发明提供的自动刹车方法不仅能实现自动刹车，并且，可以改变制动速度点，以满足不同种类无动力行走装置的刹车应用需求。

Description

一种无动力行走装置的自动刹车方法及自动刹车机构

技术领域

本发明涉及轮椅行进控制方法领域，尤其涉及一种无动力行走装置的自动刹车方法及自动刹车机构。

背景技术

手推轮椅、购物车、老年人助行车、儿童滑板车等都是十分常见的无动力行走装置。其中，手推轮椅是一种给老年人、残疾人等腿脚不便的人群使用的代步工具，目前已经得到了相当广泛的运用。为提高手推轮椅等无动力行走装置的使用安全性，有的会设有下坡限速装置。

如公开号为CN111494113A、公开日为2020.08.07的中国发明专利申请公开一种用于轮椅的自动限速装置，包括机架和弧套，所述机架一侧固定安装有弧套，所述机架底部转动安装有可随着速度增加而发生稳定闭合联动的离合器，所述机架顶部安装有可稳定改变阻力的开合器，且开合器与离合器传动连接；此用于轮椅的自动限速装置通过弧套与轮椅固定安装，当轮椅超速移动时，离合器受到气流推动高速旋转，从而触控开合器进行打开迎风面，从而实现装置的阻力增加。该发明申请虽然具有轮椅自动限位作用，但由于是利用风阻来限速，刹车限速效果并不理想，不仅灵敏性不高，也不能随着行进速度的加大而加大制动力。

又如公开号为CN112914861A、公开日为2021.06.08的中国发明专利申请公开一种下坡限速防摔轮椅，包括机壳、设置在所述机壳上侧的乘坐组件、设置在所述机前后两侧的加固前进组件、设置在所述机壳中部的发电测试组件，所述乘坐组件包括供使用者乘坐的乘坐机构，以及防止在进行刹车时乘客向前摔出的防摔机构，所述加固前进组件包括供轮椅前行的前行机构和在刹车时使其更加稳定的稳定机构。该能够将车轮的转动利用起来进行发电，并且将电进行储存，当速度过快时能够将车轮进行倾斜，从而增加车辆的稳定性，防止发出翻车的事故发生，同时座椅靠背往后转动，使得人体向后靠，防止由于速度变化而导致乘客被摔出，在做到上述两点的同时对车轮的转速进行限制从而进行减速。但是，并没有涉及具体的刹车限速结构，而只是通过对轮椅结构进行改进达到防摔的目的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种无动力行走装置的自动刹车方法及自动刹车机构，能根据行进速度的不同输出不同的制动力，避免行进速度过快带来危险，进而为解决现有技术中存在的一个或多个技术问题，至少提供一种有益的选择或创造条件。

为达到以上目的，本发明采用如下技术方案。

一种无动力行走装置的自动刹车方法，其主要创新之处在于，在无动力行走装置的车轮上连接与之联动的液压泵，并将所述液压泵作为所述无动力行走装置的液压制动动力源；在所述无动力行走装置的行进过程中，通过运转的车轮带动所述液压泵运转，通过所述液压泵的运转带动制动介质液循环流动；在制动介质液的循环流动路径上设置流量控制阀，通过控制所述流量控制阀的开度来控制所述无动力行走装置的制动速度点，当所述无动力行走装置的行进速度达到所述制动速度点时，自动进行液压制动。

更为优选的是，所述液压泵为能进行正反的齿轮泵，对应所述液压泵的反向运转设有相应的防止所述液压泵空转的保护回路，在所述保护回路上设有第一单向阀，所述第一单向阀用来防止所述液压泵正向运作时制动介质液流入保护回路。

更为优选的是，所述液压泵为能进行正反的齿轮泵，对应所述液压泵的正反转均设有制动介质液的循环流动回路，在各所述循环流动回路上设有相应的所述流量控制阀。

更为优选的是，各所述循环流动回路共用一个所述流量控制阀。

更为优选的是，所述液压制动的制动力随着流入的制动介质液的增长而增长。

制动过程中，若所述无动力行走装置的行进速度仍在增加，则所述液压泵输出的制动介质液的量会继续增加，进而使得更多的制动介质液进入液压制动机构、增大液压制动的制动力。

制动过程中，若所述无动力行走装置的行进速度在减少，则所述液压泵输出的制动介质液的量会减少，进而使得进入液压制动机构的制动介质液的量变少、液压制动的制动力减小。

另一方面，本发明还提供一种无动力行走装置的自动刹车机构，用来实现如上所述的自动刹车方法，该自动刹车装置包括介质液存储箱体、液压泵、若干单向阀、流量控制阀和液压制动机构；所述介质液存储箱体用来存储制动介质液，所述液压泵通过传动机构与无动力行走装置的车轮连接，所述液压泵的正向运转方向与无动力行走装置的车轮行进方向一致；所述液压泵的正向入口通过进液管道与所述介质液存储箱体，所述液压泵的正向出口通过出液管道与所述液压制动机构连接，所述液压制动机构用来实现无动力行走装置的制动刹车；在所述液压泵的正向出口与所述液压制动机构的连接节点和所述介质液存储箱体之间连接有回流管道，在所述回流管道上安装所述流量控制阀，所述流量调节阀为开度可调的流量调节阀。

更为优选的是，在所述液压泵的正向入口和正向出口之间连接有保护管道，所述保护管道与所述液压泵共同构成反转保护回路。

更为优选的是，所述液压制动机构具有液压腔，滑动安装在所述液压腔内并密封的制动阀杆，以及与所述制动阀杆连接的复位弹簧。

更为优选的是，所述传动机构为齿轮传动机构或链条传动机构，能根据实际需要的不同进行变速传动。

更为优选的是，在所述进液管道上设有第二单向阀，所述第二单向阀从所述介质液存储箱体到所述液压泵的正向入口方向上单向导通；在所述出液管道上设有第三单向阀，所述第三单向阀从所述液压泵的正向出口到所述制动机构的方向上单向导通，所述流量控制阀连接在所述第三单向阀的出口和所述介质液存储箱体之间；在所述液压泵的正向出口和所述介质液存储箱体之间还连接有第二进液管道，在所述第二进液管道上设有第四单向阀，所述第四单向阀从所述介质液存储箱体到所述液压泵的正向出口方向上单向导通。

本发明提供的技术方案，至少具有如下技术效果或优点。

一、通过在无动力行走装置的车轮上连接与之联动的液压泵，并将液压泵作为无动力行走装置的液压制动动力源；工作时，通过运转的车轮带动液压泵转动，液压泵运用吸、放工作原理把液体输送到液压制动机构进行制动动作。当无动力行走装置的行走速度低于制动速度点的速度时，液压泵输出的介质液量小，介质液通过流量控制阀流回介质液存储箱体，液压制动机构不动作。当无动力行走装置的行走速度高于制动速度点的速度时，液压泵输出的介质液量大，介质液进入液压制动机构、液压制动机构动作进行制动刹车，实现自动刹车。并且，可以通过改变流量控制阀的开度来改变无动力行走装置的制动速度点，当所述无动力行走装置的行进速度达到所述制动速度点时，自动进行液压制动，以满足手推轮椅、购物车、儿童滑板车等不同种类无动力行走装置的刹车应用需求。

二、由于制动过程中液压制动的制动力会随着流入的制动介质液的增长而增长，反之亦然；这样，制动过程中，若无动力行走装置的行进速度仍在增加，则液压泵输出的制动介质液的量会继续增大，进而使得更多制动介质液进入液压制动机构、增大液压制动的制动力，避免行进速度不断增大带来的危险；制动过程中，若无动力行走装置的行进速度在减少，则液压泵输出的制动介质液的量会减少，进而使得进入液压制动机构的制动介质液更少、液压制动的制动力减小，避免过快减速导致的侧翻、侧滑、人体前冲等，减速过程舒适、安全。

三、通过设置双向制动回路，实现无动力行走装置的前进、后退双向自动刹车，无论无动力行走装置是在正向行走、还是反向行走，都具有自适应刹车功能，更加安全。

附图说明

图1所示为本发明实施例2提供的自动刹车机构的结构示意图。

图2所示为本发明实施例2提供的自动刹车机构的正向运行状态示意图。

图3所示为本发明实施例2提供的自动刹车机构的反向运行状态示意图。

图4所示为本发明实施例3提供的自动刹车机构的结构示意图。

图5所示为本发明实施例3提供的自动刹车机构的正向运行状态示意图。

图6所示为本发明实施例3提供的自动刹车机构的反向运行状态示意图。

图3、图4、图5、图6中箭头代表介质液流动方向。

附图标记说明。

1：介质液存储箱体，2：液压泵，3：流量控制阀，4：液压制动机构，5：传动机构，6：进液管道，7：出液管道，8：回流管道，9：保护管道，10：第一单向阀，11：第二单向阀，12：第三单向阀，13：第二进液管道，14：第四单向阀。

具体实施方式

下面结合说明书的附图，对本发明的具体实施方式作进一步的描述，使本发明的技术方案及其有益效果更加清楚、明确。下面通过参考附图描述实施例是示例性的，旨在解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述部分中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

实施例1

一种无动力行走装置的自动刹车方法，其基本原理为，在无动力行走装置的车轮上连接与之联动的液压泵，并将所述液压泵作为所述无动力行走装置的液压制动动力源；在所述无动力行走装置的行进过程中，通过运转的车轮带动所述液压泵运转，通过所述液压泵的运转带动制动介质液循环流动；在制动介质液的循环流动路径上设置流量控制阀，通过控制所述流量控制阀的开度来控制所述无动力行走装置的制动速度点，当所述无动力行走装置的行进速度达到所述制动速度点时，自动进行液压制动。

工作时，通过运转的车轮带动液压泵转动，液压泵运用吸、放工作原理把液体输送到液压制动机构进行制动动作。当无动力行走装置的行走速度低于制动速度点的速度时，液压泵输出的介质液量小，介质液通过流量控制阀流回介质液存储箱体，液压制动机构不动作。当无动力行走装置的行走速度高于制动速度点的速度时，液压泵输出的介质液量大，介质液进入液压制动机构、液压制动机构动作进行制动刹车，实现自动刹车。并且，可以通过改变流量控制阀的开度来改变无动力行走装置的制动速度点，当所述无动力行走装置的行进速度达到所述制动速度点时，自动进行液压制动，以满足手推轮椅、购物车、儿童滑板车等不同种类无动力行走装置的刹车应用需求。

本实施例中，优选所述液压泵为能进行正反的齿轮泵，对应所述液压泵的反向运转设有相应的防止所述液压泵空转的保护回路，在所述保护回路上设有第一单向阀，所述第一单向阀用来防止所述液压泵正向运作时制动介质液流入保护回路。

在一些实施例中，对应所述液压泵的正反转均设有制动介质液的循环流动回路，在各所述循环流动回路上设有相应的所述流量控制阀。

在一些实施例中，各所述循环流动回路可以共用一个所述流量控制阀，也可以分别设置不同的流量控制阀，进而使无动力行走装置前进、后退时具有不同的制动速度点，以满足不同的应用需求。

本实施例中，优选所述液压制动的制动力随着流入的制动介质液的增长而增长；反之亦然。

制动过程中，若所述无动力行走装置的行进速度仍在增加，则所述液压泵输出的制动介质液的量会继续增加，进而使得更多的制动介质液进入液压制动机构、增大液压制动的制动力，避免行进速度不断增大带来的危险。

制动过程中，若所述无动力行走装置的行进速度在减少，则所述液压泵输出的制动介质液的量会减少，进而使得进入液压制动机构的制动介质液的量变少、液压制动的制动力减小，避免过快减速导致的侧翻、侧滑、人体前冲等，减速过程舒适、安全。

实施例2

参照图1所示，一种无动力行走装置的自动刹车机构，包括介质液存储箱体1、液压泵2、若干单向阀、流量控制阀3和液压制动机构4；所述介质液存储箱用来存储制动介质液，所述液压泵2通过传动机构5与无动力行走装置的车轮轴连接，所述液压泵2的正向运转方向与无动力行走装置的车轮行进方向一致；所述液压泵2的正向入口通过进液管道6与所述介质液存储箱体1，所述液压泵2的正向出口通过出液管道7与所述液压制动机构4连接，所述液压制动机构4用来实现无动力行走装置的制动刹车；在所述液压泵2的正向出口与所述液压制动机构4的连接节点和所述介质液存储箱体1之间连接有回流管道8，在所述回流管道8上安装所述流量控制阀3，所述流量调节阀3为开度（最大导通量）可调的流量调节阀3。

其中，制动介质液优选为刹车液，当制动液受到压力时，便会很快地、均匀地把压力传导液体的各个部分，实现液压制动。显然，本领域技术人员根据实际需要的不同，还可以采用现有已知的或将来能够实现的其他介质液来代替制动液；不限于本实施例。

本实施例中，所述介质液存储箱体1优选为液压油箱，所述液压泵2优选为能进行正反的齿轮泵。为避免反转空载及对流量控制阀3的损害，优选在所述液压泵2的正向入口和正向出口之间连接有保护管道9，在所述保护管道9上安装有第一单向阀10，所述第一单向阀10从正向入口到正向出口的方向上单向导通。这样，在液压泵2进行反转时，介质液从正向入口流出、经第一单向阀10后从正向出口循环流入，如图3所示；进而起到避免反转空载、以及避免对流量控制阀3的损害问题。由于第一单向阀10顺向时没有阻力，此时介质液不进入制动机构4制动。

本实施例中，所述流量控制阀3可以采用现有已知的节流阀，所述液压制动机构4为现有已知的制动机构，具有液压腔，滑动安装在所述液压腔内并密封的制动阀杆，以及与所述制动阀杆连接的复位弹簧。所述传动机构5可以为现有已知的齿轮变速传动机构或链条传动机构等。

本实施例中，所述无动力行走装置优选为手推轮椅。在一些实施例中，所述无动力行走装置可以为购物车、老年人助行车或儿童滑板车等。

工作时，通过传动机构5带动液压泵2转动，液压泵2运用吸、放工作原理把液体输送到液压制动机构4进行制动动作。当无动力行走装置的行走速度低于制动速度点的速度时，液压泵2输出的介质液量小，介质液通过流量控制阀3流回介质液存储箱体1，液压制动机构4不动作。当无动力行走装置的行走速度高于制动速度点的速度时，液压泵2输出的介质液量大，介质液进入液压制动机构4、液压制动机构4动作进行制动刹车，如图2所示。

制动过程中，若无动力行走装置的行走速度仍在增加，则液压泵2输出的介质液量会继续增大，进而使得更多介质液进入液压制动机构4、增大液压制动机构4的制动力，避免行进速度不断增大带来的危险；制动过程中，若无动力行走装置的行走速度在减少，则液压泵2输出的介质液量会减少，进而使得进入液压制动机构4的介质液更少、液压制动机构4的制动力减小，避免过快减速导致的侧翻、侧滑、人体前冲等，减速过程舒适、安全。

实施例3

参照图4所示，一种无动力行走装置的自动刹车机构，其结构与实施例2基本一致，区别在于，本实施例提供的一种无动力行走装置的自动刹车机构具有双向制动功能。

为实现双向制动功能，在所述进液管道6上设有第二单向阀11，所述第二单向阀11从所述介质液存储箱体1到所述液压泵2的正向入口方向上单向导通；在所述出液管道7上设有第三单向阀12，所述第三单向阀12从所述液压泵2的正向出口到所述制动机构4的方向上单向导通，所述流量控制阀3连接在所述第三单向阀12的出口和所述介质液存储箱体1之间；在所述液压泵2的正向出口和所述介质液存储箱体1之间还连接有第二进液管道13，在所述第二进液管道13上设有第四单向阀14，所述第四单向阀14从所述介质液存储箱体1到所述液压泵2的正向出口方向上单向导通。

参照图5所示，液压泵2正向运转时，介质液在液压泵2的作用下从介质液存储箱体1中吸出，依次流经第二单向阀11、液压泵2、第三单向阀12、流量控制阀3后，回流排放到介质液存储箱体1实现循环。当无动力行走装置的行走速度低于制动速度点的速度时，液压泵2输出的介质液量小，介质液通过流量控制阀3流回介质液存储箱体1，液压制动机构4不动作。当无动力行走装置的行走速度高于制动速度点的速度时，液压泵2输出的介质液量大，介质液进入液压制动机构4、液压制动机构4动作进行制动刹车。

参照图6所示，液压泵2反向运转时，介质液在液压泵2的作用下从介质液存储箱体1中吸出，依次流经第二进液管道13上的第四单向阀14、液压泵2、第一单向阀10、流量控制阀3后，回流排放到介质液存储箱体1实现循环。当无动力行走装置的行走速度低于制动速度点的速度时，液压泵2输出的介质液量小，介质液通过流量控制阀3流回介质液存储箱体1，液压制动机构4不动作。当无动力行走装置的行走速度高于制动速度点的速度时，液压泵2输出的介质液量大，介质液进入液压制动机构4、液压制动机构4动作进行制动刹车。

本实施例提供的一种无动力行走装置的自动刹车机构，其除了具有实施例1的所有技术效果之外，还实现了无动力行走装置的反向行走速度过快的制动。

另外需要说明的是，在本发明的描述中，对于方位词，如有术语“中心”，“横向”、“纵向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示方位和位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于叙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、以特定方位构造和操作，不能理解为限制本发明的具体保护范围。

此外，如有术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或隐含指明技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”特征可以明示或者隐含包括一个或者多个该特征，在本发明描述中，“至少”的含义是一个或一个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除另有明确规定和限定，如有术语“组装”、“相连”、“连接”术语应作广义去理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；也可以是机械连接；可以是直接相连，也可以是通过中间媒介相连，可以是两个元件内部相连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述的术语在本发明中的具体含义。

在发明中，除非另有规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一特征和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“之下”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅是表示第一特征水平高度高于第二特征的高度。第一特征在第二特征“之上”、“之下”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度低于第二特征。

通过上述的结构和原理的描述，所属技术领域的技术人员应当理解，本发明不局限于上述的具体实施方式，在本发明基础上采用本领域公知技术的改进和替代均落在本发明的保护范围，本发明的保护范围应由各权利要求项及其等同物限定之。具体实施方式中未阐述的部分均为现有技术或公知常识。

Claims (10)

1.一种无动力行走装置的自动刹车方法，其特征在于，在无动力行走装置的车轮上连接与之联动的液压泵，并将所述液压泵作为所述无动力行走装置的液压制动动力源；在所述无动力行走装置的行进过程中，通过运转的车轮带动所述液压泵运转，通过所述液压泵的运转带动制动介质液循环流动；在制动介质液的循环流动路径上设置流量控制阀，通过控制所述流量控制阀的开度来控制所述无动力行走装置的制动速度点，当所述无动力行走装置的行进速度达到所述制动速度点时，自动进行液压制动。

2.根据权利要求1所述的一种无动力行走装置的自动刹车方法，其特征在于，所述液压泵为能进行正反的齿轮泵，对应所述液压泵的反向运转设有相应的防止所述液压泵空转的保护回路，在所述保护回路上设有第一单向阀，所述第一单向阀用来防止所述液压泵正向运作时制动介质液流入保护回路。

3.根据权利要求1所述的一种无动力行走装置的自动刹车方法，其特征在于，所述液压泵为能进行正反的齿轮泵，对应所述液压泵的正反转均设有制动介质液的循环流动回路，在各所述循环流动回路上设有相应的所述流量控制阀。

4.根据权利要求3所述的一种无动力行走装置的自动刹车方法，其特征在于，各所述循环流动回路共用一个所述流量控制阀。

5.根据权利要求1所述的一种无动力行走装置的自动刹车方法，其特征在于，所述液压制动的制动力随着流入的制动介质液的增长而增长；

制动过程中，若所述无动力行走装置的行进速度仍在增加，则所述液压泵输出的制动介质液的量会继续增加，进而使得更多的制动介质液进入液压制动机构、增大液压制动的制动力；

制动过程中，若所述无动力行走装置的行进速度在减少，则所述液压泵输出的制动介质液的量会减少，进而使得进入液压制动机构的制动介质液的量变少、液压制动的制动力减小。

6.一种无动力行走装置的自动刹车机构，用来实现如权利要求1-5中任意一项所述的自动刹车方法，该自动刹车装置包括介质液存储箱体、液压泵、若干单向阀、流量控制阀和液压制动机构；所述介质液存储箱体用来存储制动介质液，所述液压泵通过传动机构与无动力行走装置的车轮连接，所述液压泵的正向运转方向与无动力行走装置的车轮行进方向一致；所述液压泵的正向入口通过进液管道与所述介质液存储箱体，所述液压泵的正向出口通过出液管道与所述液压制动机构连接，所述液压制动机构用来实现无动力行走装置的制动刹车；在所述液压泵的正向出口与所述液压制动机构的连接节点和所述介质液存储箱体之间连接有回流管道，在所述回流管道上安装所述流量控制阀，所述流量调节阀为开度可调的流量调节阀。

7.根据权利要求6所述的一种无动力行走装置的自动刹车机构，其特征在于，在所述液压泵的正向入口和正向出口之间连接有保护管道，所述保护管道与所述液压泵共同构成反转保护回路。

8.根据权利要求6所述的一种无动力行走装置的自动刹车机构，其特征在于，所述液压制动机构具有液压腔，滑动安装在所述液压腔内并密封的制动阀杆，以及与所述制动阀杆连接的复位弹簧。

9.根据权利要求6所述的一种无动力行走装置的自动刹车机构，其特征在于，所述传动机构为齿轮传动机构或链条传动机构。

10.根据权利要求6所述的一种无动力行走装置的自动刹车机构，其特征在于，在所述进液管道上设有第二单向阀，所述第二单向阀从所述介质液存储箱体到所述液压泵的正向入口方向上单向导通；在所述出液管道上设有第三单向阀，所述第三单向阀从所述液压泵的正向出口到所述制动机构的方向上单向导通，所述流量控制阀连接在所述第三单向阀的出口和所述介质液存储箱体之间；在所述液压泵的正向出口和所述介质液存储箱体之间还连接有第二进液管道，在所述第二进液管道上设有第四单向阀，所述第四单向阀从所述介质液存储箱体到所述液压泵的正向出口方向上单向导通。