CN204775181U - 一种车用雪天防滑应急制动装置的执行机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种车用雪天防滑应急制动装置的执行机构，一个步进电机固定在两个梯形支承之间，步进电机输出轴与驱动齿轮花键连接，一个半圆弧型的防滑垫的防滑垫上层的左半部分上表面为由橡胶材质制成的齿形带，防滑垫上层的右半部分上表面镶嵌有多个销钉，驱动齿轮与齿形带上的齿啮合，位于外侧的梯形支承上有一个与梯形支承垂直的圆柱支承，防滑垫下层与圆柱支承的圆柱面接触配合，步进电机的信号输入端通过信号线与车辆的ECU的信号输出端连接，步进电机的电源输入端通过电源线与车辆的蓄电池的电源输出端连接。本实用新型解决了现有的车辆防滑制动装置成本昂贵且车辆在冰雪天气湿滑路面上行驶时紧急制动效果不佳的问题。

Description

一种车用雪天防滑应急制动装置的执行机构

技术领域

本实用新型涉及一种车用防滑制动装置的执行机构，特别是一种适用于冰雪天气湿滑路面上行驶的车辆的车用雪天防滑应急制动装置的执行机构。

背景技术

据统计，中国东北每年冬天因道路结冰导致的车祸就有几万起，人员财产损失惨重，很多家庭都因为车祸而支离破碎。当然，随着科技的日益发展，很多车厂都为安全驾驶加入了越来越多的电子系统以及各种防滑装置如雪地胎和防滑链等。现有的雪天防滑装置主要为防滑链和雪地胎，防滑链是一种由钢链或橡胶链制成，具有防滑的功能的装置，主要应用在冰雪天气时增加轮胎对地面的附着力，但其也有明显的缺点，只能应用在冰雪路面上，且极端天气时容易断裂，车速必须得控制在降低的范围内，装上较麻烦，另一种防滑装置雪地胎应用较广，雪地轮胎通过特殊的配方来增大与冰雪路面的摩擦力。它的优点在于提高了冰雪路面的通过性和安全性。雪地轮胎胎面的材质更软，精心配制的二氧化硅混合物橡胶配方能与光滑冰面接触得更紧密，从而产生比四季轮胎更大的摩擦力，使得车辆在光滑冰面上的操控性和安全性大大提高。当温度低于10℃时，雪地轮胎的表面变得更软，从而获得更好的抓地力。但其也有明显的缺点，只能在特定情况下使用，在正常路面上行驶磨损会非常大，一般情况下紧急刹车距离并不理想，安装也需要专业人员，价格昂贵等，并不能作为应急制动装置。

实用新型内容

本实用新型旨在解决现有的车辆防滑制动装置成本昂贵且车辆在冰雪天气湿滑路面上行驶时制动效果不佳的问题，提供了一种车用雪天防滑应急制动装置的执行机构。

为解决上述技术问题，本实用新型是采用如下技术方案实现的：

一种车用雪天防滑应急制动装置的执行机构，安装在车轮上方叶子板内衬处，包括两个固定在发动机支承上的梯形支承，其特征在于，一个步进电机通过螺栓固定在两个梯形支承之间，步进电机的步进电机输出轴与一个驱动齿轮通过矩形花键连接，一个半圆弧型的防滑垫为三层结构，分别为防滑垫上层、防滑垫中间层和防滑垫下层，防滑垫上层的左半部分上表面为由橡胶材质制成的齿形带，防滑垫上层的右半部分上表面也为橡胶材质，并在其橡胶表面镶嵌有多个销钉，驱动齿轮与齿形带上的齿啮合，位于外侧的梯形支承上有一个与梯形支承垂直的圆柱支承，圆柱支承用圆锥滚子轴承与梯形支承上的孔过盈配合可使圆柱支承在梯形支承上的孔内缓慢转动，防滑垫下层与圆柱支承的圆柱面接触配合，步进电机的信号输入端通过信号线与车辆的ECU的信号输出端连接，步进电机的电源输入端通过电源线与车辆的蓄电池的电源输出端连接。

进一步的技术方案包括：

防滑垫上层由高强度的橡胶制成，防滑垫中间层由高硬度高强度的低合金结构钢制成，防滑垫下层用45号钢制成。

驱动齿轮材料为45号钢，驱动齿轮为渐开线标准直齿圆柱齿轮，取标准模数10mm，标准压力角20°，齿数27，齿面硬度240HBS，齿形带由高强度的橡胶制成，齿形带上的齿为标准模数10mm、标准压力角20°、齿数为100的渐开线标准直齿。

防滑垫宽度为225mm，厚度为70mm，与地面接触的防滑垫上层的右半部分利用在其橡胶表面镶嵌销钉的结构，销钉长度5.5cm，销钉的排列密度为3颗/dm³，排列方式为前箭头排列，销钉连线与轮胎中轴线成40°角，销钉下方呈圆锥形，竖直时锥面与水平面成35°角。

所述的防滑垫上层的右半部分上表面镶嵌有28个销钉。

与现有技术相比本实用新型的有益效果是：

1.本实用新型所述的一种车用雪天防滑应急制动装置的执行机构，能够快速反应。由于本装置采用的电控加机械结构，当紧急状况发生时，电子系统迅速发出指令，电机迅速带动执行机构开始工作。

2.结构简单，且稳定可靠，因为所涉及的机构都是生活中常见的机械结构，经过重新设计组合在一起，并不是十分复杂，具有较高的稳定可靠性。

3.成本低廉。此执行机构所需要元件都是市场可见度高，且大批量能买的到的产品，只需要经过稍微改动优化即可拿来使用，并且装置可回收重复使用，极大地降低了成本。

4.防止交通事故效果显著，由于内侧材料的摩擦系数极小，轮胎不至于抱死，而外侧材料的摩擦系数非常大，从而有效降低刹车距离，达到减少事故的效果。

附图说明

下面结合附图对本实用新型作进一步的说明：

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为本实用新型中防滑垫的构造示意图

图3为本实用新型中防滑垫上层的右半部分上表面销钉的排列图

图中：1、梯形支承，2、步进电机，3、步进电机输出轴，4、驱动齿轮，5、防滑垫，6、圆柱支承，7、防滑垫上层，8、防滑垫中间层，9、防滑垫下层，10、齿形带，11、销钉。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作详细的描述：

一种车用雪天防滑应急制动装置的执行机构，安装在车轮上方叶子板内衬处，包括两个固定在发动机支承上的梯形支承1，其特征在于，一个步进电机2通过螺栓固定在两个梯形支承1之间，步进电机2的步进电机输出轴3与一个驱动齿轮4通过矩形花键连接，一个半圆弧型的防滑垫5为三层结构，分别为防滑垫上层7、防滑垫中间层8和防滑垫下层9，防滑垫上层7的左半部分上表面为由橡胶材质制成的齿形带10，防滑垫上层7的右半部分上表面也为橡胶材质，并在橡胶表面镶嵌多个销钉11，驱动齿轮4与齿形带10上的齿啮合，位于外侧的梯形支承1的外侧上有一个与梯形支承1垂直的圆柱支承6，圆柱支承6用圆锥滚子轴承与梯形支承1上的孔过盈配合可使圆柱支承6在梯形支承1上的孔内缓慢转动，防滑垫下层9与圆柱支承6的圆柱面接触配合，步进电机2的信号输入端通过信号线与车辆的ECU的信号输出端连接，步进电机2的电源输入端通过电源线与车辆的蓄电池的电源输出端连接。

梯形支承1为整个执行机构提供了支撑，保障了执行机构的稳固性和可靠性，梯形支承1采用普通螺栓连接固定在发动机固定支架上，由于发动机固定支架的稳定以及可靠性，可有效的保证梯形支承1的稳定性，保证机构的固定以及稳步运转。梯形支承1的材料为低合金结构钢，具有高强度，高塑性，高韧性的优点，并有良好的耐腐蚀性和焊接性能，能有效保证支撑的稳定性可靠性。螺栓型号为M10*1.25*50，性能等级为9.8级(采用GB/T3098.1-2010),材料为中碳钢，淬火并回火。步进电机2与梯形支承1采用螺栓连接，螺栓型号与前面保持一致，步进电机2采用的台湾富田三相感应异步电机，型号为Y80M1-2，此电动机能忍受大幅度的工作温度变化，并且能可靠有效低输出大扭矩，保证防滑垫5能迅速被导出，实现快速紧急制动，并且此电机体积小，重量轻，在发动机舱占用的地方小，并且不会给支承过大的载荷。步进电机的输出轴3与驱动齿轮4间采用花键连接，花键型号为6-26*23*6(齿数-大径*小径*宽度)。驱动齿轮4为渐开线标准直齿圆柱齿轮，取标准模数10mm，标准压力角20°，齿数27，材料为45号钢，采用调质处理，齿面硬度240HBS。而与驱动齿轮4相啮合的是防滑垫5，此防滑垫5由防滑垫上层7、防滑垫中间层8和防滑垫下层9三部分构成，与轮胎接触的防滑垫下层9由45号钢构成，以使紧急制动过程中防滑垫弹出后与轮胎间摩擦因数极小，防滑垫上层7由高强度的橡胶制成，并将防滑垫上层7的左半部分利用展成法加工为标准模数10mm，标准压力角20°，齿数为100的渐开线标准直齿圆柱齿轮形状的齿形带10；防滑垫5宽度为225mm，厚度为70mm；与地面接触的防滑垫上层7的右半部分也为橡胶材质，并利用在其橡胶表面镶嵌销钉11的结构，以实现防滑垫5与冰面间摩擦因数达到极大的水平，通过冰面试验得出镶钉长度、排列方式和密度与摩擦因数和车辆制动偏移程度的关系，进而将防滑垫上层7的右半部分设计为销钉长度5.5cm，排列密度3颗/dm³，同时排列方式为前箭头排列，销钉连线与轮胎中轴线成40°角；销钉下方呈圆锥形，竖直时锥面与水平面成35°角。防滑垫中间层8则用硬度和强度较大的低合金结构钢，足有足够高的强度硬度以及韧性，保证整个防滑垫5的强度以及耐用程度。整个防滑垫5的三部分靠高压压制以及销钉连接在一起，保证连接的紧密型以及可靠性。防滑垫的下层9用一个可绕轴转动的圆柱支承6支撑固定，圆柱支承6固定在梯形支承1上，用圆锥滚子轴承与梯形支承1上的孔采用过盈配合，可绕梯形支承1上的孔缓慢地转动，与防滑垫下层9摩擦系数极小，几乎不影响防滑垫5的快速导出，且有效地保护了脆弱的轮拱，使系统的耐用程度大大增加。

本实用新型的工作原理是：步进电机2的电源输入端与蓄电池的电源输出端用电源线相连，步进电机2的信号输入端通过信号线与车辆的ECU的信号输出端通连接，当雨雪天气碰到紧急情况时，司机通过按下方向盘上的按钮，在紧急制动时，通过车辆的ECU向本机构发出信号，步进电机2启动，步进电机2开始高速旋转，步进电机2通过输出轴3来驱动驱动齿轮4，驱动齿轮4则与防滑垫5的防滑垫上层7左半部分齿形带10上的齿啮合，迅速将防滑垫5带出轮拱，由于事先在ECU中设定好的程序，步进电机2转五圈然后停止运转，防止防滑垫随着步进电机2的运转产生较大的惯性力并且保护了步进电机2，车轮此时将防滑垫5压在路面上。由于防滑垫上层7的右半部分的摩擦系数非常大且上表面分布有多个销钉11，从而有效降低刹车距离，达到减少事故的效果。当完成刹车后，车主倒车，ECU接到信号，将电流方向反转，从而步进电机2反转，同样根据设定好的程序，步进电机2反转五圈，回到原位，即可回收防滑垫5。

Claims (5)

1.一种车用雪天防滑应急制动装置的执行机构，安装在车轮上方叶子板内衬处，包括两个固定在发动机支承上的梯形支承(1)，其特征在于，一个步进电机(2)通过螺栓固定在两个梯形支承(1)之间，步进电机(2)的步进电机输出轴(3)与一个驱动齿轮(4)通过矩形花键连接，一个半圆弧型的防滑垫(5)为三层结构，分别为防滑垫上层(7)、防滑垫中间层(8)和防滑垫下层(9)，防滑垫上层(7)的左半部分上表面为由橡胶材质制成的齿形带(10)，防滑垫上层(7)的右半部分上表面也为橡胶材质，并在其橡胶表面镶嵌有多个销钉(11)，驱动齿轮(4)与齿形带(10)上的齿啮合，位于外侧的梯形支承(1)的外侧侧壁上有一个与梯形支承(1)垂直的圆柱支承(6)，圆柱支承(6)用圆锥滚子轴承与梯形支承(1)上的孔过盈配合可使圆柱支承(6)在梯形支承(1)上的孔内缓慢转动，防滑垫下层(9)与圆柱支承(6)的圆柱面接触配合，步进电机(2)的信号输入端通过信号线与车辆的ECU的信号输出端连接，步进电机(2)的电源输入端通过电源线与车辆的蓄电池的电源输出端连接。

2.按照权利要求1所述的一种车用雪天防滑应急制动装置的执行机构，其特征在于，防滑垫上层(7)由高强度的橡胶制成，防滑垫中间层(8)由高硬度高强度的低合金结构钢制成，防滑垫下层(9)用45号钢制成。

3.按照权利要求1所述的一种车用雪天防滑应急制动装置的执行机构，其特征在于，驱动齿轮(4)材料为45号钢，驱动齿轮(4)为渐开线标准直齿圆柱齿轮，取标准模数10mm，标准压力角20°，齿数27，齿面硬度240HBS，齿形带(10)由高强度的橡胶制成，齿形带(10)上的齿为标准模数10mm、标准压力角20°、齿数为100的渐开线标准直齿。

4.按照权利要求1所述的一种车用雪天防滑应急制动装置的执行机构，其特征在于，防滑垫(5)宽度为225mm，厚度为70mm，与地面接触的防滑垫上层(7)的右半部分利用在其橡胶表面镶嵌销钉(11)的结构，销钉(11)的长度5.5cm，销钉(11)的排列密度为3颗/dm³，排列方式为前箭头排列，销钉连线与轮胎中轴线成40°角，销钉下方呈圆锥形，竖直时锥面与水平面成35°角。

5.按照权利要求1所述的一种车用雪天防滑应急制动装置的执行机构，其特征在于所述的防滑垫上层(7)的右半部分上表面镶嵌有28个销钉(11)。