CN1188195A

CN1188195A - 一种增力装置

Info

Publication number: CN1188195A
Application number: CN97106685A
Authority: CN
Inventors: 郑云飞; 邓礼琼
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1996-10-31
Filing date: 1997-10-30
Publication date: 1998-07-22

Abstract

本发明一种增力装置是利用挠性杆、肘杆机构、斜楔等组成的增力装置,广泛用于机械、设备的制动装置及需要增力的机械装置中。包括四根连杆,由铰链将其连成两对称肘杆机构和挠性杆,在接近肘杆机构的支点处装有挠性杆,在肘杆机构的公共端点处可连接斜楔,复位元件使侧滑块紧贴在斜楔上。具有增力效果好,结构简单、成本低、易制造、易操作、易实现自动控制,适用于多种形式的制动器等优点。

Description

一种增力装置

本发明一种增力装置是利用挠性杆、肘杆机构、斜楔等组成的增力装置，广泛用于机械、设备的制动装置及需要增力的机械装置中。

现有机械装置中，如中国专利ZL94241918.9一种增力装置，是运用了挠性杆、滑轮组、肘杆机构组成的增力装置，用于自行车的刹车装置和摩托车、汽车等的鼓式制动器中增力效果好，但不能较好的运用于有更高要求的场合，如：盘式制动器中。利用汽压原理实现增力操作系统比较复杂，利用液压原理实现增力不但操作系统复杂，而且制造成本也较高。基于上述原因提出一种新的技术方案。

本发明的目的在于：提供一种适用于多种要求的增力装置。

本发明的目的是这样实现的：如图1、图2，本发明有四根连杆，由铰链将其连成两对称肘杆机构1、2和挠性杆5，在接近肘杆机构1的支点处装有反作用套12，接近肘杆机构2的支点处装有挠性杆5，特点是：在肘杆机构1、2的公共端点处可连接斜楔6，复位元件11使侧滑块8、9紧贴在斜楔6上。这种结构与原有技术比可达到较好的增力效果，同时，对机械结构的运动行程要求不高。增力原理为：操纵装置向挠性杆5、反作用套12提供作用力Fo，使两对肘杆机构1、2的支点逐渐靠拢，作用力从斜楔6传出，力值增大数十倍，经斜楔6以及相配合的侧滑块8、9再次增大后，由侧滑块8、9传递出来。斜楔6可设置在肘杆机构1、2公共端点的一端，也可设置在肘杆机构1、2的两公共端点上。斜楔6的斜面形状：可以是简单的单段直线斜面；可改变侧滑块8、9的运动方式，实现快速进退的两段式直线斜面；多段式直线斜面；也可以是使力的增大倍数保持一定值的设定的曲线式直线斜面。

如图3，为了更进一步提高增力效果，在接近肘杆机构(1)的支点处装有滑轮，在接近肘杆机构2的支点处也装有滑轮，由挠性杆5将各滑轮连成滑轮组，在肘杆机构1、2的公共端点处连接斜楔6，复位元件1 1使侧滑块8、9紧贴在斜楔6上，在肘杆机构1、2上也可装设有一复位元件10。所述滑轮组可以是在接近肘杆机构1的支点处设置动滑轮3、在接近肘杆机构2的支点处设置动滑轮4、挠性杆5将滑轮3、4连接而成的。从而，使传递到两对称肘杆机构1、2各连杆上的力增大了a倍，随着滑轮3、4逐渐靠拢，从肘杆机构1、2端点上直接或间接连接的斜楔6上传递出的力可增至数百倍，经斜楔6以及相配合的侧滑块8、9再次增大后，由侧滑块8、9传递出来。

或者，如图4，在上述技术基础上，滑轮组是由在接近肘杆机构1的支点处设置的动滑轮3、定滑轮13，在接近肘杆机构2的支点处设置的动滑轮4、定滑轮14，挠性杆5将滑轮3、13、4、14连接成的；也可将挠性杆5中部固定，挠性杆5一端依次连接滑轮3、4，另一端依次连接滑轮4、14、13、3构成滑轮组。传递到两对称肘杆机构1、2各连杆上的力增大a倍，随着滑轮3、4逐渐远离，从肘杆机构1、2端点上直接或间接连接的斜楔6上传递出的力可变化数百倍，经斜楔6以及相配合的侧滑块8、9再次增大后，由侧滑块8、9传递出来。

如图5、图6，在上述技术方案基础上，在近斜楔6处，包括在斜楔6中设置一自动控制装置7。使增力倍数控制在最有利范围内。所述的自动控制装置为机械式控制装置，包括微调机构、快进快退机构，其中快进快退机构由挠性杆5连接一带有复位元件的齿条21、齿条21与调整螺杆18啮合、调整螺杆18连接斜面19构成；由设在肘杆机构支点运动方向上的定位销20、控制杆16、弹性销17、与弹性销17啮合的调整螺杆18、及与调整螺杆18连接的斜面19构成微调机构。

斜楔6的斜面可改变侧滑块的运动方式，实现快进快退的斜面形状分为：两段式直线斜面、多段式直线斜面、可使力的增大倍数保持某一定值的任意曲线式斜面。

如图8，所述的自动控制装置也可以是电磁式控制装置，包括微调机构、快进快退机构、报警机构，其中，由挠性杆5连接一带有复位元件的齿条21、齿条21和调整螺杆18啮合、与调整螺杆18连接的斜面19共同构成了快进快退机构；由设在肘杆机构支点运动方向上的限位触点开关22、电磁控制组件23、弹性销24、与弹性销24啮合的调整螺杆18、与调整螺杆连接的斜面19、斜面19外侧设定的限位开关25、指示灯26构成微调、报警机构。

为了进一步增加作用力，如图10结构所示，可以由N个增力装置80并联成增力单元81，使其作用力增大N倍。或者，在增加作用力时，也增加运动行程，则由N个增力装置80并联成增力单元81后，再由J个增力单元81串联成增力单元组82，使作用力增大N倍的同时，工作行程增加J倍，其中N、J均为自然数。这种结构的增力装置可应用于手动冲床、剪板机、压印机等。采用并联式结构是将各斜楔的侧滑块共用，采用串联式结构是将两相邻斜楔间的侧滑块共用。

本发明的增力装置在运行中，增力效果是会变化的，以源作用力为Fo，经过数次增大的力为F，其比值F∶Fo可近似用下述公式：

无滑轮结构：F∶Fo＝0.985*tgα*tgβ/n

有滑轮结构：F∶Fo＝0.985*2a*tgα*tgβ/n

其中：α为肘杆机构之两根连杆间夹角之一半；

β为斜楔角；

n为斜楔的工作斜面个数；

a为产生增力效果的动滑轮个数。

由上式可以看出：F∶Fo的值，理论上可达到无穷大，有实际意义的比值极限仅在数万倍左右(α＝68-87°、β＝86-90°)自动调整装置可使F∶Fo的值保持在某一特定值范围内，特别是本装置用于各类制动系统中，可发挥很好的作用。

本发明的优越性在于：具有增力效果好，结构简单、成本低、易制造、易操作、易实现自动控制，适用于多种形式的制动器。下面通过附图及实施例详述。

附图 1.实施例1之增力装置结构示意图。

附图 2.带有两个斜楔之增力装置结构示意图。

附图 3.实施例2带有一对动滑轮的增力装置结构示意图。

附图 4.带有一组滑轮的增力装置结构示意图。

附图 5.实施例3设置有自动控制装置的增力装置结构示意图。

附图 6.自动控制装置设置在侧滑块处的结构示意图。

附图 7.机械式自动控制装置结构示意图。

附图 8.电磁式自动控制装置结构示意图。

附图 9.电子式自动控制装置结构示意图。

附图 10.本发明串联、并联的结构示意图。

附图 11.应用例1，本发明在钳盘式制动器中应用的结构示意图。

附图 12.应用例2，用于电动液压操纵装置中的结构示意图。

附图 13.用于脚踏液压操纵装置中的结构示意图。

附图 14.应用例3，改进的鼓式制动器的结构图。

实施例1，如图1、图2，本发明有四根连杆，由铰链将其将其连成两对称肘杆机构1、2，在接近肘杆机构1的支点处装有反作用套12，在接近肘杆机构2的支点处装有挠性杆5，在肘杆机构1、2的公共端点处连接斜楔6，复位元件11使侧滑块8、9紧贴在斜楔6上，在肘杆机构1、2上有一个复位元件10。斜楔6可设置一个，如图1 也可设置两个，如图2。这种结构与原有技术比可得到较好的增力效果，同时，对机械结构的运动行程要求不高。

实施例2，如图3，带有一对动滑轮的增力装置结构示意图。为了更进一步提高增力效果，在实施例1结构基础上，在接近肘杆机构1的支点处装有滑轮，在接近肘杆机构2的支点处也装有滑轮，由挠性杆5将各滑轮连成滑轮组，在肘杆机构1、2的公共端点处连接斜楔6，复位元件11使侧滑块8、9紧贴在斜楔6上，在肘杆机构1、2上装设有一复位元件10。图3所示的滑轮组是在接近肘杆机构1的支点处设置动滑轮3、在接近肘杆机构2的支点处设置动滑轮4、由挠性杆5将滑轮3、4连接而成的。从而，使传递到两对称肘杆机构1、2各连杆上的力增大a倍，随着滑轮3、4逐渐靠拢，从肘杆机构1、2端点上直接或间接连接的斜楔6上传递出的力可增至数百倍，经斜楔6以及相配合的侧滑块8、9再次增大后，由侧滑块8、9传递出来。如图4，带有一组滑轮的增力装置结构示意图。在接近肘杆机构1的支点处装有动滑轮3、定滑轮13，在接近肘杆机构2的支点处装有动滑轮4、定滑轮14，挠性杆5将滑轮3、13、4、14连接成滑轮组，增加有效增力滑轮的个数，可提高增力效果。可将挠性杆5中部固定，挠性杆5一端依次连接滑轮3、4，另一端依次连接滑轮4、14、13、3构成滑轮组。

实施例3，如图5，设置有自动控制装置的增力装置结构示意图。在实施例2的结构基础上，在斜楔6中设置一自动控制装置7。也可在近斜楔6处，如图6，设置在侧滑块8中。自动控制装置可以是机械式自动控制装置、电磁式自动控制装置或由中央处理器CPU控制的电子式控制装置。如图7所示，机械式自动控制装置结构示意图。其包括微调机构、快进快退机构，其中，由挠性杆5连接一带有复位元件的齿条21、齿条21与调整螺杆18啮合、调整螺杆18连接斜面19构成快进快退机构；由设在肘杆机构支点运动方向上的定位销20、控制杆16、弹性销17、与弹性销17啮合的调整螺杆18、及与调整螺杆18连接的斜面19构成微调机构。其中，快进快退机构工作原理为：由操纵力Fo使挠性杆5带动齿条21运动，迫使调整螺杆18沿箭头方向旋转，而两个斜面19推动两侧滑块8、9，使其距离迅速增大到某一定值而停止，接着挠性杆5使增力装置开始工作，实现增力过程。工作结束后，操纵力Fo解除，增力装置在复位元件的作用下复位，齿条21在复位元件的作用下，使调整螺杆18反向旋转，两斜面19及其紧贴的侧滑块8、9迅速复位。其微调机构工作原理为：当增力装置在工作时，其两肘杆支点运动到设定极限位置时，控制杆16偏转，弹性销17移动一个齿距，增力装置工作结束，两斜面19及其紧贴的侧滑块8、9迅速复位。弹性销17在复位元件的作用下，使调整螺杆18转动一个齿距，两斜面19之间增加一个补偿距离，从而实现对增力倍数的有效控制。

附图8，一种电磁式自动控制装置结构示意图。其包括微调机构、快进快退机构、报警机构，其中，由挠性杆5连接一带有复位元件的齿条21、齿条21和调整螺杆18啮合、与调整螺杆18连接的斜面19共同构成了快进快退机构；由设在肘杆机构支点运动方向上的限位触点开关22、电磁控制组件23、弹性销24、与弹性销24啮合的调整螺杆18、与调整螺杆连接的斜面19、斜面19外侧设定的限位开关25、指示灯26构成微调、报警机构。其微调、报警机构的工作原理为：当增力装置工作时，肘杆支点触发限位开关22，电磁组件23通电，弹性销24在磁场作用下位移一个齿距；当增力装置工作结束时，两斜面19及其紧贴的侧滑块8、9迅速回位，电磁组件23断电，而弹性销24在复位元件的作用下，使调整螺杆18转动一个齿距，两斜面19之间增加一个补偿距离，从而实现对增力倍数的有效控制。当两斜面19运动到极限位置时，限位开关25导通，发出灯光报警信号，请求重新设定系统工作范围，从而实现对增力倍数的有效控制。

附图9，一种电子式自动控制装置结构示意图。包括与调整螺杆18啮合齿轮的伺服电机28、压力传感器29、限位开关30、电缆31、中央微处理器32。其快进快退机构由中央微处理器CPU 32中设定的固定进给量，控制伺服电机28正转或反转，并带动调整螺杆18相应转动，两斜面19及其紧贴的侧滑块8、9相应快速进、退；其微调机构工作原理为：当压力传感器29所反映的压力值超过设定范围时，中央微处理器32发出修正指令，伺服电机28在下一次制动前进行修正，修正后返回正常工作状态。当两个斜面19运动到极限位置时，限位开关30导通，中央微处理器32发出信号，并打开报警系统，请求重新设置系统工作范围，从而实现对增力倍数的精确控制。

附图10为本发明串联、并联的一种混合结构示意图。为了进一步增加作用力，同时，也增加运动行程，则由N个增力装置80并联成增力单元81后，再由J个增力单元81串联成增力单元组82，使作用力增大N倍的同时，工作行程增加J倍，其中N、J均为自然数。这种结构的增力装置可应用于手动冲床、剪板机、压印机等。采用并联式结构是将各斜楔的侧滑块共用，采用串联式结构是将两相邻斜楔间的侧滑块共用。

应用例1，如图11，本发明在钳盘式制动器中应用的结构示意图。发明实施例3与盘式制动机构配合可制成盘式制动装置，即将侧滑块8与原活塞A构成制动钳34，侧滑块9与原工作台缸B构成制动钳35，制动钳34、35之间有密封环36、防尘罩37，制动钳34、35上分别固定有摩擦片38，摩擦片38之间有平行固定的在车轮上的制动盘33，在斜楔6或制动钳34中安装一电子式自动控制装置7，制动盘平行固定在车轮上。其工作原理为：当中央微处理器32接收到制动命令，发出指令，控制伺服电机28运转，带动调整螺杆18转动，两斜面19推动制动钳34、35及摩擦片38，迅速轻靠在制动盘33两侧。同时，发出控制指令，伺服电机28牵引操纵增力装置的挠性杆5使滑轮13、14靠拢，这时，传递到肘杆1、2各连杆上的力增大a倍，肘杆1、2两端所传递出的力可增至数百倍，这个力经过力经过斜楔6及制动钳34、35上的斜面增大后，通过摩擦片38夹紧制动盘33，从而实现可靠制动。解除制动指令发出后时，伺服电机28反转使两斜面19快速回位，增力装置在复位元件10、11的作用下复位，制动钳34、35在橡胶密封圈36的作用下回到原位。当摩擦片38与制动盘33之间的距离因磨损而变化时，压力传感器29所反应的压力值发生相应变化，当压力值超过设定的变化范围时，中央微处理器32发出修正指令，伺服电机28在下一次制动时进行修正，修正后返回正常工作状态。当摩擦片38磨损超过极限时，限位开关30接通，中央微处理器32发出更换信号，并同时开启报警系统。

应用例2，如图12.用于电动液压操纵装置中的结构示意图。本发明之增力装置与电动液压装置配合可制成电动液压操纵装置，电动液压装置包括电源(40)、操纵按纽(41)、液压马达(42)、输液管(43)、贮液箱(44)、滑轮(45)、操纵增力装置用挠性杆合成的拉线(46)、(47)。如图13，用于脚踏液压操纵装置中的结构示意图。脚踏液压操纵装置是由脚踏板(48)、双向液压泵(42)、操纵杆(50)、滑轮(45)、操纵增力装置的挠性杆合成的拉线(46)、(47)构成。同时，液压装置也可与手动操纵机构配合制成手动液压操纵机构

应用例3，如图14.改进的鼓式制动器的结构图。由固定在车轮内的制动鼓78，摩擦片71、72，制动蹄73、74紧贴于斜楔6上，构成鼓式制动器。改进的原理为：用增力装置的斜楔6取代制动分泵，增力装置工作时，斜楔6上的两个斜面19同时推动制动蹄73、74，迫使摩擦片71、72挤压固定在车轮内的制动鼓78，使车轮回转停止。制动结束时，斜楔6及两斜面19回位，制动蹄在复位原件的作用下恢复原位，车轮脱离制动状态。可用此原理改进的鼓式制动器有：主制动从动式鼓式制动器、单向自增力鼓式制动器、双随动鼓式制动器和两主动鼓式制动器等。

应用本发明还可制成汽车防抱死系统、改进的驻车制动系统等多种汽车制动系统。

Claims

1.一种增力装置，有四根连杆，由铰链将其连成两对称肘杆机构(1)、(2)和挠性杆(5)，在接近肘杆机构的支点处装有挠性杆(5)，其特征在于：在肘杆机构(1)、(2)的公共端点处可连接斜楔(6)，复位元件(11)使侧滑块(8)、(9)紧贴在斜楔(6)上。

2.由权利要求1所述的一种增力装置，其特征在于：在接近肘杆机构(1)的支点处装有滑轮，在接近肘杆机构(2)的支点处也装有滑轮，由挠性杆(5)将各滑轮连成滑轮组，在肘杆机构(1)、(2)的公共端点处可连接斜楔(6)，复位元件(11)使侧滑块(8)、(9)紧贴在斜楔(6)上。

3.由权利要求2所述的一种增力装置，其特征在于：所述滑轮组是在接近肘杆机构(1)的支点处设置的动滑轮(3)、在接近肘杆机构(2)的支点处设置的动滑轮(4)，并由挠性杆(5)将滑轮(3)、(4)连接而成的，在肘杆机构(1)、(2)上有一复位元件(10)。

4.由权利要求2所述的一种增力装置，其特征在于：所述滑轮组是在接近肘杆机构(1)的支点处装动滑轮(3)、定滑轮(13)，在接近肘杆机构(2)的支点处装有动滑轮(4)、定滑轮(14)，并由挠性杆(5)将滑轮(3)、(13)、(4)、(14)连接而成，在肘杆机构(1)、(2)上有一复位元件(10)。

5.由权利要求4所述的一种增力装置，其特征在于：将挠性杆(5)中部固定，其一端依次连接滑轮(3)、(4)，另一端依次连接滑轮(4)、(14)、(13)、(3)构成滑轮组。

6.由权利要求1或2所述的一种增力装置，其特征在于：在近斜楔(6)处，包括在斜楔(6)中设置一自动控制装置(7)。

7.由权利要求6所述的一种增力装置，其特征在于：所述自动控制装置为机械式控制装置，包括微调机构、快进快退机构，其中，由挠性杆(5)连接一带有复位元件的齿条(21)、同时齿条(21)和调整螺杆(18)啮合、与调整螺杆(18)连接的斜面(19)共同构成快进快退机构；由设在肘杆机构支点运动方向上的定位销(20)、控制杆(16)、弹性销(17)、与弹性销(17)啮合的调整螺杆(18)、及与调整螺杆(18)连接的斜面(19)构成微调机构。

8.由权利要求6所述的一种增力装置，其特征在于：所述自动控制装置为电磁式控制装置，包括微调机构、快进快退机构、报警机构，其中，由挠性杆(5)连接一带有复位元件的齿条(21)、齿条(21)和调整螺杆(18)啮合、与调整螺杆(18)连接的斜面(19)构成了快进快退机构；由设在肘杆机构支点运动方向上的限位触点开关(22)、电磁控制组件(23)、弹性销(24)、与弹性销(24)啮合的调整螺杆(18)、与调整螺杆连接的斜面(19)、斜面(19)外侧设定的限位开关(25)、指示灯(26)构成微调、报警机构。

9.由权利要求1或2所述的一种增力装置，特征在于：由N个增力装置80并联成增力单元81。

10.由权利要求1或2所述的一种增力装置，特征在于：由N个增力装置80并联成增力单元81，再由J个增力单元81串联成增力单元组82，其中，N、J均为自然数。