CN208119127U - 一种汽车车轮单向转动控制机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种汽车车轮单向转动控制机构，包括配套的制动盘和制动钳，其特点在于，在制动盘的外圆周面上设有多个棘轮齿，并在制动钳上安装有棘爪，所述棘爪的前端面向所述棘轮齿设置，在制动钳上还安装有伸缩机构，伸缩机构的工作端面向制动盘的外圆周面设置，所述棘爪安装在伸缩机构工作端具有的连接结构上，伸缩机构伸出后，带动棘爪前端插入棘轮齿内形成能够限制制动盘向后退方向的转动的单向转动配合。本实用新型具有结构简单紧凑，工作安全可靠，汽车车轮能够顺畅的向前进方向转动。

Description

一种汽车车轮单向转动控制机构

技术领域

本实用新型涉及汽车技术领域；特别是涉及一种汽车车轮单向转动控制机构。

背景技术

在驾驶汽车的过程中，都会遇到陡坡起步的情况，这对于大多数驾驶员都是一个比较困难的问题，它需要油门、刹车、离合器的完美配合才能完成。一旦起步完成得不够好，很容易造成熄火、溜车，更甚者会造成安全事故。

中国专利（CN205292288U）公开了一种汽车起步防倒车装置，包括手柄、安装在该手柄下端的拉绳、用于安装在汽车传动轴上的棘轮、用于防止汽车上坡起步倒退的棘爪、及用于安装棘爪的支架，棘轮与棘爪配合使用，棘爪可转动地安装在支架上；还包括一挡板，手柄下端滑动穿过该挡板；手柄上安有用于控制其穿过挡板的按键，该按键与挡板配合使用；棘爪的活动端通过拉伸机构安装在支架上，拉绳绕过一定滑轮与所述棘爪的活动端相连，拉伸机构与定滑轮分置棘爪的两旁，定滑轮位于挡板的下方；当棘轮与棘爪相啮合时，按键位于所述挡板的上方且紧靠在挡板上。该方案不仅能防止汽车的起步倒车，还能实现车辆起步后该防倒车装置的自动复位，且使用可靠性高。

但是上述结构的汽车起步防倒车装置还存在下述问题，一、通过手动操作控制的，需要人为的进行操作，增加了驾驶者额外的驾驶劳动；二、棘轮安装在传动轴上，通过控制传动轴的转速以达到控制汽车车轮转速的目的，整个反馈过程长，防滑坡不可靠；三、整个装置精度低，工作不可靠。

因此，本发明人设计了一种汽车陡坡起步防滑坡装置，包括配套的制动盘和制动钳，其特点在于，还包括车轮单向转动控制机构，所述车轮单向转动控制机构设置于制动盘和制动钳之间且用于限制车轮单向向后转动，还包括控制部分结构，控制部分结构包括与汽车ECU电连接的角度传感器、位置传感器和正反转传感器；所述角度传感器用于检测车身与水平面的倾斜角度，所述位置传感器用于检测手刹或制动踏板的运动状态，所述正反转传感器用于检测汽车轮胎的转动方向；所述汽车ECU与所述车轮单向转动控制机构中的动力部分相连并实现控制。该汽车陡坡起步防滑坡装置具有简单紧凑，方便使用，工作可靠，汽车行驶时顺畅的优点。

但是这其中的车轮单向转动控制机构该怎样设计才具有结构简单紧凑，工作安全可靠，汽车车轮能够顺畅的向前进方向转动，成为有待进一步考虑的问题。

实用新型内容

针对上述现有技术的不足，本实用新型所要解决的技术问题是：怎样提供一种结构简单紧凑，工作安全可靠，汽车车轮能够顺畅的向前进方向转动的汽车车轮单向转动控制机构。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用了如下的技术方案：

一种汽车车轮单向转动控制机构，包括配套的制动盘和制动钳，其特点在于，在制动盘的外圆周面上设有多个棘轮齿，并在制动钳上安装有棘爪，所述棘爪的前端面向所述棘轮齿设置，在制动钳上还安装有伸缩机构，伸缩机构的工作端面向制动盘的外圆周面设置，所述棘爪安装在伸缩机构工作端具有的连接结构上，伸缩机构伸出后，带动棘爪前端插入棘轮齿内形成能够限制制动盘向后退方向的转动的单向转动配合。

本技术方案中，车轮单向转动控制机构具有结构简单紧凑的优点，能够方便将其安装于制动盘和制动钳之间。采用了棘爪前端插入棘轮齿内的方式去限制制动盘向后退方向转动，能够使得制动盘向前进的方向转动不受影响，并且在限制制动盘向后退的方向转动时，高效可靠，汽车不会产生后溜的现象。并且设置的伸缩机构能够带动棘爪完成与棘轮齿的插入配合以及能够带动棘爪完成脱离棘轮齿；当棘爪完成脱离棘轮齿的动作时，能够避免棘爪与棘轮齿之间的摩擦，这样能够提高棘爪和棘轮齿的使用寿命，从而减少制动盘外圆周面的磨损，进而使得整个装置结构使用时更加的安全；并且能够使得汽车车轮向前进方向转动顺畅。

作为优化，在伸缩机构的工作端连接有伸缩座，所述连接结构设置于所述伸缩座上，所述连接结构包横向的且开口面向制动盘设置的安装槽，棘爪上的背离棘轮齿的一端伸入到所述安装槽内并与伸缩座铰接相连；在棘爪与伸缩座之间还设置有弹簧复位机构，弹簧复位机构的两个连接端各自连接于棘爪和伸缩座上；且当弹簧复位机构处于复位状态时，能够使得棘爪与伸缩机构同向。

这样，一方面，能够方便棘爪的安装；另一方面，棘爪在未工作状态时能够保持与伸缩机构同向设置，能够方便棘爪使用时迅速的抵接到相邻棘轮齿之间形成着力点完成对制动盘制动的工作；当汽车起步后，制动盘向前进的方向转动，棘爪与棘轮齿滑动接触，棘爪会摆动一角度，待棘爪与棘轮齿处于间隔状态时，能够使得棘爪复位并与伸缩机构同向。不会影响棘爪的下一次制动效果，制动盘和制动钳发生转动后，棘爪的作用效果不受影响。

作为优化，所述弹簧复位机构为扭簧，在安装槽的内部间隔棘爪的内端设有安装销轴，所述扭簧套接于安装销轴上，且扭簧的两个弹力端各自连接于棘爪和伸缩座上。

这样，结构更加简单紧凑；安装方便，并且扭簧不外露，避免与杂物刮擦和缠绕；同时使用扭簧的弹力对棘爪进行复位，工作可靠。

作为优化，所述伸缩机构包括固定安装在制动钳上的安装壳体，在所述安装壳体内部设有安装结构，所述安装结构包括安装壳体内侧表面向内凸设的凸台，在所述凸台上设置有导滑槽，所述伸缩座可滑动的安装在导滑槽内，且伸缩座的设有安装槽的一端伸出到安装壳体外，伸缩座上的远离安装槽的一端形成驱动端并与驱动机构的动作执行端相连；且所述驱动机构固定连接于安装壳体上。

这样，驱动机构能够带动伸缩座沿着导滑槽的导向方向做往复运动，伸缩座在导滑槽内滑动，置有在凸台上的导滑槽能够增加其对伸缩座的导向长度，使得伸缩座在运动时直线度更高；将整个装置集成化，能够方便安装和使用。导滑槽对伸缩座具有导向的作用，能够提高棘爪与棘轮齿的配合精度；有效的提高整个装置的使用寿命，降低使用成本。

作为优化，所述导滑槽呈矩形结构，所述伸缩座的截面为与所述导滑槽相匹配的矩形。

这样，伸缩座和导滑槽呈相匹配的矩形结构，能够依靠其自身的结构特点防止伸缩座在导滑槽内转动，不需要设置额外的防转动结构，使得其结构更加简单，加工制造方便；并且伸缩座在导滑槽内不易产生偏移现象，能够进一步的提高导滑槽的导向精度。

作为优化，所述驱动机构包括驱动轴，驱动轴可转动的安装于所述安装结构上，驱动轴的一端为外螺纹结构且螺纹连接在伸缩座的驱动端设有的内螺纹上；还包括固定安装在安装壳体上的驱动电机，所述驱动电机的动力输出轴与所述驱动轴平行设置且通过一组传动机构传动连接。

这样，驱动电机通过设置的一组传动机构带动驱动轴转动，驱动轴与伸缩座螺纹连接并且将转动转化为伸缩座在导滑槽内的平动；采用螺纹传动的方式去驱动伸缩座在导滑槽内滑动，具有结构简单紧凑的优点；同时，这种结构形式的伸缩机构精度高，能够使得每一次伸缩座在导滑槽内的移动的距离趋于定值，重复定位精度更高，同时使得棘爪与棘轮齿的配合精度更高；能有效的提高整个装置的使用寿命，降低使用成本。

作为优化，所述传动机构包括可转动的安装在所述安装结构上的主动齿轮和从动齿轮；所述主动齿轮固定套接于驱动电机动力输出轴上，所述从动齿轮固定套接在驱动轴上，且主动齿轮与从动齿轮啮合传动。

传动机构结构简单紧凑，工作可靠，传动效率高。

作为优化，所述安装壳体包括安装座和壳体上盖，所述安装座固定安装在制动钳上，所述壳体上盖固定盖接在安装座上，安装座和壳体上盖之间具有的中空腔室形成所述安装结构，所述驱动电机固定连接在壳体上盖的上表面，且驱动电机的动力输出轴穿过壳体上盖可转动的安装在所述安装结构上。

方便安装布置，便于拆卸和对局部构件进行维修和更换。

作为优化，所述安装座通过螺栓可拆卸的安装在制动钳上。

这样，方便安装和拆卸，并且采用螺栓连接的方式结构简单可靠。

作为优化，所述主动齿轮的齿数小于从动齿轮的齿数以形成减速传动机构。

这样，能够使得伸缩座在导滑槽内的运动速度减小，同时使得棘爪的惯性力减小，能够减小棘爪与棘轮齿冲击接触的可能性，起到保护棘爪和棘轮齿的目的，从而提高整个装置的使用寿命。

附图说明

图1为使用了本实用新型结构的一种汽车陡坡起步防滑坡装置的结构示意图，（图中未显示控制部分结构）。

图2为图1的竖向剖视图，（图中未显示制动盘和制动钳）。

图3为图1的水平剖视图，（图中未显示制动盘和制动钳）。

具体实施方式

下面结合使用了本实用新型结构的一种汽车陡坡起步防滑坡装置的附图对本实用新型作进一步的详细说明。

具体实施时：具体实施时：如图1至图3所示，一种汽车陡坡起步防滑坡装置，包括配套的制动盘1和制动钳2，还包括车轮单向转动控制机构，所述车轮单向转动控制机构设置于制动盘1和制动钳2之间且用于单向限制车轮向后转动，还包括控制部分结构，控制部分结构包括与汽车ECU电连接的角度传感器、位置传感器和正反转传感器；所述角度传感器用于检测车身与水平面的倾斜角度，所述位置传感器用于检测手刹或制动踏板的运动状态，所述正反转传感器用于检测汽车轮胎的转动方向；所述汽车ECU与所述车轮单向转动控制机构中的动力部分相连并实现控制。

其中，角度传感器是用于检测车身纵向与水平面的倾斜角度。

本技术方案中，当车辆处于陡坡时，角度传感器能够检测到整车处于陡坡上，并向ECU发出信号；此时拉起手刹或踩下制动踏板，位置传感器能够检测到手刹或制动踏板的运动状态，并向ECU发出信号；只有当ECU接受到角度传感器和位置传感器发出的信号时，ECU向车轮单向转动控制机构中的动力部分发出信号并实现控制以限制车轮单向向后转动。此时，汽车在其自身的手刹或制动踏板以及汽车陡坡起步防滑坡装置的作用下，两者均能防止汽车后溜；使得汽车陡坡制动更加的安全可靠；并且还能够有助于陡坡泊车使用，也使得陡坡泊车更加安全。当车辆起步时，松开手刹或制动踏板，汽车陡坡起步防滑坡装置能够提供防止汽车后溜的制动力，能够方便驾驶者完成陡坡起步，当汽车起步后，正反转传感器检测到汽车轮胎向前进的方向转动，并向ECU发出信号，ECU向车轮单向转动控制机构中的动力部分发出信号并实现控制以解除限制车轮单向向后转动的动作。整个控制过程简单，工作更加可靠，信号反馈迅速，能够方便驾驶者完成陡坡起步，并且不需要驾驶者付出额外的驾驶动作，方便使用以及方便驾驶者操作。

本具体实施方式中，所述角度传感器安装于汽车前横梁中部位置。

这样，角度传感器与水平面是间隔设置的，能够起到保护角度传感器的作用，以及使得其受外界干扰小。并且安装在前横梁上还具有检测准确，因是用于检测汽车陡坡起步用，还具有能够检测到最大倾斜角的好处；同时，因汽车爬陡坡时，车头在前，位于前横梁上的角度传感器能够最快的检测到倾斜角度，并发出信号反馈至汽车ECU。

本具体实施方式中，所述位置传感器为两个，且一一对应的安装于手刹操纵杆和制动踏板上。

这样，通过两个位置传感器各自去检测手刹操纵杆和制动踏板的运行状况，能够使得整个装置更加可靠。

本具体实施方式中，所述正反转传感器安装在制动盘内侧。

这样，能够方便正反转传感器的安装，并且能够方便正反转传感器检测车轮的转向。

本具体实施方式中，所述车轮单向转动控制机构包括设置在制动盘的外圆周面上设有多个棘轮齿3，以及安装在制动钳上的棘爪4，所述棘爪的前端面向所述棘轮齿3设置，在制动钳上还安装有伸缩机构，伸缩机构的工作端面向制动盘的外圆周面设置，所述棘爪安装在伸缩机构工作端具有的连接结构上，伸缩机构伸出后，带动棘爪前端插入棘轮齿内形成能够限制制动盘向后退方向转动的单向转动配合。

这样，车轮单向转动控制机构具有结构简单紧凑的优点，能够方便将其安装于制动盘和制动钳之间。采用了棘爪前端插入棘轮齿内的方式去限制制动盘向后退方向转动，能够使得制动盘向前进的方向转动不受影响，并且在限制制动盘向后退的方向转动时，高效可靠，汽车不会产生后溜的现象。并且设置的伸缩机构能够带动棘爪完成与棘轮齿的插入配合以及能够带动棘爪完成脱离棘轮齿；当棘爪完成脱离棘轮齿的动作时，能够避免棘爪与棘轮齿之间的摩擦，这样能够提高棘爪和棘轮齿的使用寿命，从而减少制动盘外圆周面的磨损，进而使得整个装置结构使用时更加的安全；并且能够使得汽车车轮向前进方向转动顺畅。

本具体实施方式中，在伸缩机构的工作端连接有伸缩座5，所述连接结构设置于所述伸缩座上，所述连接结构包横向的且开口面向制动盘设置的安装槽，棘爪4上的背离棘轮齿3的一端伸入到所述安装槽内并与伸缩座5铰接相连；在棘爪4与伸缩座5之间还设置有弹簧复位机构，弹簧复位机构的两个连接端各自连接于棘爪和伸缩座上；且当弹簧复位机构处于复位状态时，能够使得棘爪与伸缩机构同向。

这样，一方面，能够方便棘爪的安装；另一方面，棘爪在未工作状态时能够保持与伸缩机构同向设置，能够方便棘爪使用时迅速的抵接到相邻棘轮齿之间形成着力点完成对制动盘制动的工作；当汽车起步后，制动盘向前进的方向转动，棘爪与棘轮齿滑动接触，棘爪会摆动一角度，待棘爪与棘轮齿处于间隔状态时，能够使得棘爪复位并与伸缩机构同向。不会影响棘爪的下一次制动效果，制动盘和制动钳发生转动后，棘爪的作用效果不受影响。

本具体实施方式中，所述弹簧复位机构为扭簧6，在安装槽的内部间隔棘爪的内端设有安装销轴，所述扭簧套接于安装销轴上，且扭簧6的两个弹力端各自连接于棘爪4和伸缩座5上。

这样，结构更加简单紧凑；安装方便，并且扭簧不外露，避免与杂物刮擦和缠绕；同时使用扭簧的弹力对棘爪进行复位，工作可靠。

本具体实施方式中，所述伸缩机构包括固定安装在制动钳上的安装壳体，在所述安装壳体内部设有安装结构，所述安装结构包括安装壳体内侧表面向内凸设的凸台，在所述凸台上设置有导滑槽，所述伸缩座5可滑动的安装在导滑槽内，且伸缩座5的设有安装槽的一端伸出到安装壳体外，伸缩座上的远离安装槽的一端形成驱动端并与驱动机构的动作执行端相连；且所述驱动机构固定连接于安装壳体上。

这样，驱动机构能够带动伸缩座沿着导滑槽的导向方向做往复运动，伸缩座在导滑槽内滑动，置有在凸台上的导滑槽能够增加其对伸缩座的导向长度，使得伸缩座在运动时直线度更高；将整个装置集成化，能够方便安装和使用。导滑槽对伸缩座具有导向的作用，能够提高棘爪与棘轮齿的配合精度；有效的提高整个装置的使用寿命，降低使用成本。

本具体实施方式中，所述导滑槽呈矩形结构，所述伸缩座5的截面为与所述导滑槽相匹配的矩形。

这样，伸缩座和导滑槽呈相匹配的矩形结构，能够依靠其自身的结构特点防止伸缩座在导滑槽内转动，不需要设置额外的防转动结构，使得其结构更加简单，加工制造方便；并且伸缩座在导滑槽内不易产生偏移现象，能够进一步的提高导滑槽的导向精度。

本具体实施方式中，所述驱动机构包括驱动轴7，驱动轴可转动的安装于所述安装结构上，驱动轴的一端为外螺纹结构且螺纹连接在伸缩座5的驱动端设有的内螺纹上；还包括固定安装在安装壳体上的驱动电机8，所述驱动电机的动力输出轴与所述驱动轴平行设置且通过一组传动机构传动连接；

所述传动机构包括可转动的安装在所述安装结构上的主动齿轮9和从动齿轮10；所述主动齿轮固定套接于驱动电机动力输出轴上，所述从动齿轮固定套接在驱动轴7上，且主动齿轮与从动齿轮啮合传动；

所述安装壳体包括安装座11和壳体上盖12，所述安装座固定安装在制动钳2上，所述壳体上盖固定盖接在安装座上，安装座和壳体上盖之间具有的中空腔室形成所述安装结构，所述驱动电机8固定连接在壳体上盖的上表面，且驱动电机的动力输出轴穿过壳体上盖可转动的安装在所述安装结构上。

这样，驱动电机通过设置的一组传动机构带动驱动轴转动，驱动轴与伸缩座螺纹连接并且将转动转化为伸缩座在导滑槽内的平动；采用螺纹传动的方式去驱动伸缩座在导滑槽内滑动，具有结构简单紧凑的优点；同时，这种结构形式的伸缩机构精度高，能够使得每一次伸缩座在导滑槽内的移动的距离趋于定值，重复定位精度更高，同时使得棘爪与棘轮齿的配合精度更高；能有效的提高整个装置的使用寿命，降低使用成本；

传动机构结构简单紧凑，工作可靠，传动效率高；

方便安装布置，便于拆卸和对局部构件进行维修和更换。

本具体实施方式中，所述安装座11通过螺栓可拆卸的安装在制动钳2上。

这样，方便安装和拆卸，并且采用螺栓连接的方式结构简单可靠。

本具体实施方式中，所述主动齿轮9的齿数小于从动齿轮10的齿数以形成减速传动机构。

这样，能够使得伸缩座在导滑槽内的运动速度减小，同时使得棘爪的惯性力减小，能够减小棘爪与棘轮齿冲击接触的可能性，起到保护棘爪和棘轮齿的目的，从而提高整个装置的使用寿命。

本具体实施方式中，棘爪在制动盘外圆周上的着力点的切线与水平面的夹角呈锐角。

这样，方便棘爪的布置，并且棘爪在工作状态下与棘轮齿抵接后，能够减小棘爪所承受到的力。

本具体实施方式中，所述棘爪的前端为竖向设置的工作端面。

这样，能够增大棘爪与棘轮齿的抵接面积，有效的保护棘爪和棘轮齿。

Claims (10)

1.一种汽车车轮单向转动控制机构，包括配套的制动盘（1）和制动钳（2），其特征在于，在制动盘的外圆周面上设有多个棘轮齿（3），并在制动钳上安装有棘爪（4），所述棘爪的前端面向所述棘轮齿（3）设置，在制动钳上还安装有伸缩机构，伸缩机构的工作端面向制动盘的外圆周面设置，所述棘爪安装在伸缩机构工作端具有的连接结构上，伸缩机构伸出后，带动棘爪前端插入棘轮齿内形成能够限制制动盘向后退方向的转动的单向转动配合。

2.如权利要求1所述的一种汽车车轮单向转动控制机构，其特征在于，在伸缩机构的工作端连接有伸缩座（5），所述连接结构设置于所述伸缩座上，所述连接结构包横向的且开口面向制动盘设置的安装槽，棘爪（4）上的背离棘轮齿（3）的一端伸入到所述安装槽内并与伸缩座（5）铰接相连；在棘爪（4）与伸缩座（5）之间还设置有弹簧复位机构，弹簧复位机构的两个连接端各自连接于棘爪和伸缩座上；且当弹簧复位机构处于复位状态时，能够使得棘爪与伸缩机构同向。

3.如权利要求2所述的一种汽车车轮单向转动控制机构，其特征在于，所述弹簧复位机构为扭簧（6），在安装槽的内部间隔棘爪的内端设有安装销轴，所述扭簧套接于安装销轴上，且扭簧（6）的两个弹力端各自连接于棘爪（4）和伸缩座（5）上。

4.如权利要求2所述的一种汽车车轮单向转动控制机构，其特征在于，所述伸缩机构包括固定安装在制动钳上的安装壳体，在所述安装壳体内部设有安装结构，所述安装结构包括安装壳体内侧表面向内凸设的凸台，在所述凸台上设置有导滑槽，所述伸缩座（5）可滑动的安装在导滑槽内，且伸缩座（5）的设有安装槽的一端伸出到安装壳体外，伸缩座上的远离安装槽的一端形成驱动端并与驱动机构的动作执行端相连；且所述驱动机构固定连接于安装壳体上。

5.如权利要求4所述的一种汽车车轮单向转动控制机构，其特征在于，所述导滑槽呈矩形结构，所述伸缩座（5）的截面为与所述导滑槽相匹配的矩形。

6.如权利要求4所述的一种汽车车轮单向转动控制机构，其特征在于，所述驱动机构包括驱动轴（7），驱动轴可转动的安装于所述安装结构上，驱动轴的一端为外螺纹结构且螺纹连接在伸缩座（5）的驱动端设有的内螺纹上；还包括固定安装在安装壳体上的驱动电机（8），所述驱动电机的动力输出轴与所述驱动轴平行设置且通过一组传动机构传动连接。

7.如权利要求6所述的一种汽车车轮单向转动控制机构，其特征在于，所述传动机构包括可转动的安装在所述安装结构上的主动齿轮（9）和从动齿轮（10）；所述主动齿轮固定套接于驱动电机动力输出轴上，所述从动齿轮固定套接在驱动轴（7）上，且主动齿轮与从动齿轮啮合传动。

8.如权利要求6所述的一种汽车车轮单向转动控制机构，其特征在于，所述安装壳体包括安装座（11）和壳体上盖（12），所述安装座固定安装在制动钳（2）上，所述壳体上盖固定盖接在安装座上，安装座和壳体上盖之间具有的中空腔室形成所述安装结构，所述驱动电机（8）固定连接在壳体上盖的上表面，且驱动电机的动力输出轴穿过壳体上盖可转动的安装在所述安装结构上。

9.如权利要求8所述的一种汽车车轮单向转动控制机构，其特征在于，所述安装座（11）通过螺栓可拆卸的安装在制动钳（2）上。

10.如权利要求7所述的一种汽车车轮单向转动控制机构，其特征在于，所述主动齿轮（9）的齿数小于从动齿轮（10）的齿数以形成减速传动机构。