CN201633460U - 单侧轮毂式节能车轮 - Google Patents

Abstract

一种单侧轮毂式节能车轮，由轮体机构、能量转换机构和控制机构组成。能将刹车或减速时车及车轮的惯性能量储存起来，运用到车轮启动中。能量转换机构采用左、右单向轴承和缠绕其间的卷簧，卷簧内头固定安装在右单向轴承外圈，卷簧外头连接左单向轴承外圈，利用卷簧得卷伸实现蓄能和放能。控制机构中，通过外力拨动拨叉左右移动，控制止转盘与右单向轴承外圈的圆盘、左摩擦片与右摩擦片离合，使卷簧外头和卷簧内头交换与国定的轮轴和能转动的轮毂连接，以控制和实现制动惯性能量的存储和释放。本实用新型的有益效果是将制动的惯性能量有效的储存和利用，不影响刹车效果。方便刹车和减速的控制和操作，提高操作合理性。

Description

单侧轮毂式节能车轮

技术领域

本实用新型涉及一种制动节能车轮，尤其是一种蓄能、节能的单侧轮毂式节能车轮。

背景技术

目前，各种车辆在交通中减速和刹车是常见的现象，尤其是减速的概率大大多于刹死车，无论是减速还是刹车，都是能源的双重浪费，一方面是惯性能的损耗，另一方面是阻止惯性能所施加的能量损耗。虽然现在世界各国对这一问题很重视，现有技术或系统庞大结构复杂，或应用范围狭小，仅限于汽车。在实际应用中还有广阔的开发空间。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种单侧轮毂式节能车轮，将减速时车及车轮的惯性能量储存起来，再应用到车轮启动中。本实用新型的核心机构是将惯性动能转化为弹性势能、再转化为启动动能的能量转换机构和控制机构。结构简单，应用范围大。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：由轮体机构、能量转换机构和控制机构组成。轮体机构包括：车轮、轮架、轴承、轴、飞轮和轮闸；能量转换机构包括：推盘、卷簧、卷簧外头、卷簧内头、左单向轴承、右单向轴承。控制机构包括：拨叉、推盘、键套、键槽套、平键、止转盘、销、压缩弹簧、安装盘、螺钉、左摩擦片、右摩擦片。车轮是一个中心对称结构，由轮胎、轮圈、轮辐、轮毂和气门嘴组成，轮辐是3个，也可以是3个以上，均匀分布，结构和形状相同；轮圈上套有轮胎，轮胎设有气门嘴；轮圈、轮辐、轮毂是一体，轮毂左右两侧安装有轴承，轴承内安装有轴，轴固定在轮架上，飞轮安装在轮毂右侧外圆柱表面上，轮闸安放在轮圈两侧。能量转换机构设在左侧轮毂上，左侧轮毂外圆柱表面安装有右单向轴承，左、右单向轴承均包括单向轴承内圈和单向轴承外圈，单向轴承相当于无轮齿的飞轮，其作用是限制单向轴承内圈只能相对单向轴承外圈单方向旋转，右单向轴承内圈只能相对右单向轴承外圈逆时针旋转。右单向轴承外圈左端设为圆盘形状，右单向轴承外圈上缠绕有卷簧，卷簧内头固定安装在右单向轴承外圈上，卷簧外头连接在推盘空腔内的内圆柱面上。推盘左端设为圆盘形状，该圆盘安装在左单向轴承上，与左单向轴承外圈固定连接。左单向轴承外圈只能相对左单向轴承内圈逆时针旋转。控制机构中，键套固定连接在轴上，键槽套安装在键套上，键槽套与键套由平键连接，键槽套可在键套上左右移动，左单向轴承内圈固定安装在键槽套上。键槽套右侧设有止转盘，止转盘空套在键套上，止转盘上设有均匀分布的销，键槽套上设有与销对应的孔，止转盘上的销插入在键槽套的孔内，每个孔内放有压缩弹簧。止转盘与其右侧的右单向轴承外圈的圆盘形状相同，直径相等，位置相对。右单向轴承内圈的右端面与轮辐左端面之间设有安装盘，安装盘固定连接在轮毂上，安装盘左端面上固定连接有右摩擦片，推盘右端面上由螺钉固定连接有左摩擦片，右摩擦片与左摩擦片的形状相同，直径相等，位置相对。车轮正常转动情况下，止转盘与右单向轴承外圈的圆盘、左摩擦片与右摩擦片不接触。

本实用新型的有益效果是将制动的惯性能量有效的储存和利用，不影响刹车效果。在此基础上，集刹车和减速蓄能的控制与一体，使刹车和减速节能方便控制和操作，以提高制动的操作合理性和可操作性。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1是本实用新型纵向剖切结构图，是图2的A-A剖切位置，是主视图，采用简化局部画法。

图2是本实用新型整体外形图及气门嘴结构图，是图1的左视图。

图3是图1的B-B剖视图，采用阶梯剖画法。

图4是车轮减速蓄能和释放能量实施例图，是图2的A-A剖切位置，采用简化局部画法。

图5是刹车实施例图，是图2的A-A剖切位置，采用简化局部画法。

图中1.轮架，2.轮胎，3.轮圈，4.轮辐，5.轮毂，6.轮闸，7.轴，8.轴承，9.飞轮，10.拨叉，11.推盘，12.右单向轴承内圈，13.键套，14.销，15.平键，16.压缩弹簧，17.键槽套，18.左单向轴承内圈，19.左单向轴承外圈，20.止转盘，21.卷簧内头，22.右单向轴承外圈，23.卷簧，24.卷簧外头，25.螺钉，26.左摩擦片，27.右摩擦片，28.安装盘，29.气门嘴。

具体实施方式

在图1和图2和图3中：表示本实用新型的整体构造，也是车轮正常转动时的实施例图，由轮体机构、能量转换机构和控制机构组成。车轮是一个中心对称结构，轮辐(4)是3个，也可以是3个以上，均匀分布，结构和形状相同；轮圈(3)上套有轮胎(2)，轮胎(2)设有气门嘴(29)；轮圈(3)、轮辐(4)、轮毂(5)是一体，轮毂(5)左右两侧内各安装有轴承(8)，轴承(8)内安装有轴(7)，轴(7)固定在轮架(1)上，轮闸(6)安放在轮圈(3)两侧。能量转换机构设在左侧轮毂(5)上，左侧轮毂(5)外圆柱表面安装有右单向轴承，左、右单向轴承均包括单向轴承内圈和单向轴承外圈，右单向轴承内圈(12)只能相对右单向轴承外圈(22)逆时针旋转。右单向轴承外圈(22)左端设为圆盘形状，右单向轴承外圈(22)上缠绕有卷簧(23)，卷簧内头(21)固定安装在右单向轴承外圈(22)上，卷簧外头(24)连接在推盘(11)空腔内的内圆柱面上。推盘(11)左端设为圆盘形状，该圆盘安装在左单向轴承上，与左单向轴承外圈(19)固定连接。左单向轴承外圈(19)只能相对左单向轴承内圈(18)逆时针旋转。控制机构中，键套(13)固定连接在轴(7)上，键槽套(17)安装在键套(13)上，键槽套(17)与键套(13)由平键(15)连接，键槽套(17)可在键套(13)上左右移动。左单向轴承内圈(18)固定安装在键槽套(17)上。键槽套(17)右侧设有止转盘(20)，止转盘(20)空套在键套(13)上，止转盘(20)上设有均匀分布的销(14)，键槽套(17)上设有与销(14)对应的孔，止转盘(20)上的销(14)插入在键槽套(17)的孔内，每个孔内放有压缩弹簧(16)。止转盘(20)与其右侧的右单向轴承外圈(22)的圆盘形状相同，直径相等，位置相对。右单向轴承内圈(12)的右端面与轮辐(4)左端面之间设有安装盘(28)，安装盘(28)固定连接在轮毂(5)上，安装盘(28)左端面上固定连接有右摩擦片(27)，推盘(11)右端面上由螺钉(25)固定连接有左摩擦片(26)，右摩擦片(27)与左摩擦片(26)的形状相同，直径相等，位置相对。车轮正常转动情况下，止转盘(20)与右单向轴承外圈(22)的圆盘、左摩擦片(26)与右摩擦片(27)不接触。车轮转动是由外力驱动飞轮(9)逆时针旋转，带动车轮逆时针旋转，驱动车轮前行。此时，右单向轴承内圈(12)跟随车轮逆时针旋转，其它机构不动。

图4所示的是车轮制动减速蓄能和释放能量实施例，结合图3配合说明：当车轮旋转中需要减速时，外力驱动拨叉(10)右移，拨叉(10)推动推盘(11)、推盘(11)带动左单向轴承、左单向轴承推动键槽套(17)在键套(13)上向右移动，键槽套(17)上孔内压缩弹簧(16)推动止转盘(20)的销(14)，使止转盘(20)与其右侧的右单向轴承外圈(22)的圆盘接触。由于键槽套(17)受平键(15)限制不能转动，止转盘(20)受销连接限制也不能转动，故右单向轴承外圈(22)也不能转动，推盘(11)继续右移，推盘(11)右端面上的左摩擦片(26)与轮毂(5)上右摩擦片(27)接触，从此，惯性旋转的车轮带动右摩擦片(27)、左摩擦片(26)和推盘(11)一同旋转，开始蓄能：推盘(11)带动卷簧外头(24)逆时针旋转，卷簧内头(21)固定在右单向轴承外圈(22)上静止不动，直到车轮的惯性旋转能量转换为卷簧(23)的弹性势能结束，车轮快速减速到所希望的速度，最低是零，到此蓄能结束，开始释放能量：蓄能结束和开始释放能量是同时进行，既放松拨叉(10)，拨叉(10)在卷簧(23)的横向移位的作用下回到蓄能前的位置，卷簧外头(24)在随推盘(11)右移时与卷簧内头(21)发生横向移位，因此，卷簧外头(24)产生左移复位的势能，该势能随着卷簧(23)蓄能量的增加而增大，一旦拨叉(10)解除束缚后，卷簧外头(24)立刻左移复位，从而带动推盘(11)左移复位。同时，止转盘(20)与右单向轴承外圈(22)的圆盘、左摩擦片(26)与右摩擦片(27)脱离。已蓄能的卷簧(23)可以释放能量：或卷簧外头(24)顺时针旋转，或卷簧内头(21)逆时针旋转，由于连接卷簧外头(24)的左单向轴承的限制，卷簧外头(24)不能顺时针旋转，而连接卷簧内头(21)的右单向轴承外圈(22)脱离开止转盘(20)的限制，可以逆时针旋转，又由于右单向轴承外圈(22)只能相对右单向轴承内圈(12)顺时针旋转、不能逆时针旋转的作用，从而带动右单向轴承及车轮的逆时针旋转，驱动车轮的启动和前行。

图5所示车轮制动紧急停车实施例，本实用新型的减速和刹车应由一个操纵机构执行，减速和刹车是一个顺序联动机构，也是常见公知机构。该机构的操纵顺序动作应是先减速后杀死车，事实上减速的概率大大多于杀死车，因此，应用时，常常仅是减速而不用杀死车，当遇到紧急情况需要立刻停车时，需要车轮立即停止转动，而减速节能可以忽略。本实用新型解决此问题是快速通过减速环节，快速进入刹车：轮闸(6)贴压轮圈(3)，制止车轮旋转，即可实现紧急刹车。

Claims (4)

1.一种单侧轮毂式节能车轮，由轮体机构、能量转换机构和控制机构组成；轮体机构包括：车轮、轮架、轴承、轴、飞轮和轮闸，能量转换机构包括：推盘、卷簧、卷簧外头、卷簧内头、左单向轴承、右单向轴承，控制机构包括：拨叉、推盘、键套、键槽套、平键、止转盘、销、压缩弹簧、安装盘、螺钉、左摩擦片、右摩擦片；车轮是一个中心对称结构，由轮胎、轮圈、轮辐、轮毂和气门嘴组成，轮辐是3个，也可以是3个以上，均匀分布，轮圈、轮辐、轮毂是一体，轮毂左右两侧安装有轴承，轴承内安装有轴，轴固定在轮架上，飞轮安装在轮毂右侧外圆柱表面上，轮闸安放在轮圈两侧，其特征是：能量转换机构设在左侧轮毂上，左侧轮毂外圆柱表面安装有右单向轴承，左、右单向轴承均包括单向轴承内圈和单向轴承外圈，右单向轴承外圈上缠绕有卷簧，卷簧内头固定安装在右单向轴承外圈上，卷簧外头连接在推盘空腔内的内圆柱面上；推盘左端设为圆盘形状，该圆盘安装在左单向轴承上，与左单向轴承外圈固定连接；控制机构中，键套固定连接在轴上，键槽套安装在键套上，左单向轴承内圈固定安装在键槽套上，键槽套右侧设有止转盘，止转盘空套在键套上，右单向轴承内圈的右端面与轮辐左端面之间设有安装盘，安装盘固定连接在轮毂上，安装盘左端面上固定连接有右摩擦片，推盘右端面上由螺钉固定连接有左摩擦片。

2.根据权利要求1所述的单侧轮毂式节能车轮，其特征是：键槽套与键套由平键连接，键槽套可在键套上左右移动。

3.根据权利要求1所述的单侧轮毂式节能车轮，其特征是：止转盘上设有均匀分布的销，键槽套上设有与销对应的孔，止转盘上的销插入在键槽套的孔内，每个孔内放有压缩弹簧；右单向轴承外圈左端设为圆盘形状，该圆盘与止转盘形状相同，直径相等，位置相对。

4.根据权利要求1所述的单侧轮毂式节能车轮，其特征是：右摩擦片与左摩擦片的形状相同，直径相等，位置相对。

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