專利名稱：自控式制動節(jié)能車輪裝置的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及一種制動節(jié)能車輪裝置，尤其是一種集蓄能、節(jié)能，并能自動控制減速
和剎車的自控式制動節(jié)能車輪裝置。
背景技術(shù)：
目前，各種車輛在交通中減速和剎車是常見的現(xiàn)象，尤其是減速的概率大大多于 剎死車，無論是減速還是剎車，都是能源的雙重浪費， 一方面是慣性能的損耗，另一方面是 阻止慣性能所施加的能量損耗。雖然現(xiàn)在世界各國對這一問題很重視，現(xiàn)有技術(shù)或系統(tǒng)龐 大結(jié)構(gòu)復雜，或應用范圍狹小，僅限于汽車。在實際應用中還有廣闊的開發(fā)空間。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種自控式制動節(jié)能車輪裝置，將剎車或減速時車及車輪 的慣性能量儲存起來，并能控制剎車和減速，不影響剎車的效果，把減速儲存的慣性能量運 用到車輪啟動中。本發(fā)明的核心機構(gòu)是將慣性動能轉(zhuǎn)化為彈性勢能的能量轉(zhuǎn)換機構(gòu)、控制 機構(gòu)。剎車機構(gòu)的控制與減速蓄能的控制有機結(jié)合，使剎車和減速節(jié)能能方便控制和操作， 以提高制動的操作合理性。結(jié)構(gòu)簡單，應用范圍大。 本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是由輪體機構(gòu)、能量轉(zhuǎn)換機構(gòu)和控制 機構(gòu)組成。輪體機構(gòu)包括車輪、輪架、軸承、軸、飛輪；能量轉(zhuǎn)換機構(gòu)包括巻簧、巻簧外頭、 巻簧內(nèi)頭、單向軸承內(nèi)圈、單向軸承外圈、花鍵、花鍵槽、巻簧外環(huán)、千斤、千斤軸、棘齒、對輪 外牙、對輪內(nèi)牙；控制機構(gòu)包括撥叉、推盤、滑套、擋環(huán)、壓縮彈簧、剎車盤、定剎車片、動剎 車片。車輪是一個中心對稱結(jié)構(gòu)，由輪胎、輪圈、輪輻、輪轂、輪轂頂、輪轂壁、端蓋和氣門嘴 組成，輪輻是3個，也可以是3個以上，均勻分布，結(jié)構(gòu)和形狀相同；輪圈上套有輪胎，輪胎 設有氣門嘴；輪圈、輪輻、輪轂、輪轂頂和輪轂壁是一體，輪轂頂和輪轂壁形成左側(cè)開口的空 腔，開口處由端蓋封閉，端蓋由螺釘連接在輪轂頂上，端蓋內(nèi)安裝有左軸承，左軸承套在滑 套上，其間也可以安裝有直線軸承，輪轂壁處的輪轂內(nèi)安裝有右軸承，滑套和右軸承內(nèi)安裝 有軸，軸固定在輪架上。能量轉(zhuǎn)換機構(gòu)設在輪轂頂?shù)目涨粌?nèi)，軸中部設有花鍵，花鍵上套有 單向軸承，單向軸承相當于無輪齒的飛輪，其作用是限制單向軸承外圈只能相對單向軸承
內(nèi)圈單方向旋轉(zhuǎn)。單向軸承內(nèi)圈設有花鍵槽，單向軸承可在軸的花鍵上左右滑動，單向軸承 外圈上纏繞有巻簧，巻簧內(nèi)頭固定安裝在單向軸承外圈上，巻簧外頭連接千斤內(nèi)端，千斤安 裝在千斤軸上，并在千斤軸上轉(zhuǎn)動，千斤軸安裝在巻簧外環(huán)上，巻簧外環(huán)套在巻簧上，巻簧 外環(huán)左端設為圓盤形狀，其內(nèi)孔與軸是間隙配合，內(nèi)孔右側(cè)設有花鍵槽，花鍵槽可與軸上的 花鍵連接。輪轂頂內(nèi)圓柱表面設有均勻分布棘齒，正常情況下，千斤外端不與棘齒嚙合，只 有巻簧蓄能時，受巻簧外頭拉力作用，使千斤順時針轉(zhuǎn)動，才能使千斤外端頂在棘齒內(nèi)，與 棘齒嚙合。單向軸承外圈右側(cè)設有對輪內(nèi)牙，剎車盤下端左側(cè)設有對輪外牙，正常情況下， 對輪內(nèi)牙不與對輪外牙連接，只有巻簧蓄能時，對輪內(nèi)牙才能與對輪外牙形成對輪嚙合?？?制機構(gòu)中，滑套空套在軸上，與軸是間隙配合，滑套右端與巻簧外環(huán)的圓盤接觸，滑套左端由螺紋固定連接有推盤，推盤中間的槽內(nèi)設有撥叉，撥叉可推動推盤、帶動滑套、巻簧外環(huán) 和單向軸承向右移動。單向軸承內(nèi)圈右側(cè)端面與擋環(huán)接觸，擋環(huán)套裝在軸上，與軸是間隙配 合，其右端面與壓縮彈簧接觸，壓縮彈簧套在軸上，壓縮彈簧右端面與右軸承內(nèi)圈接觸，也 可在期間裝有墊圈。巻簧外環(huán)的右端面上固定連接有定剎車片，剎車盤由螺釘固定安裝在 輪轂壁上，剎車盤左端面固定連接有動剎車片。 本發(fā)明的有益效果是將制動的慣性能量有效的儲存和利用，不影響剎車效果。在 此基礎上，集剎車和減速蓄能的控制與一體，使剎車和減速節(jié)能方便控制和操作，以提高制 動的操作合理性和可操作性。


下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明。
圖1是本發(fā)明縱向剖切結(jié)構(gòu)圖，是主視圖，采用簡化局部畫法。
圖2是本發(fā)明整體外形圖及氣門嘴結(jié)構(gòu)圖，是圖1的左視圖。 圖3是圖4的B-B剖視圖，也是圖1的局部剖視圖，采用局部半剖畫法。 圖4是圖3的C-C剖視圖，是圖3的左視圖，采用全剖畫法。 圖5是圖3的D向視圖，是俯視圖投影，采用局部畫法。 圖6是減速實施例圖，是圖7的B-B剖視圖，采用局部半剖畫法。 圖7是圖6的C-C剖視圖，是圖6的左視圖，采用全剖畫法。 圖8是圖6的D向視圖，是俯視圖投影，采用局部畫法。 圖9是剎車實施例圖，是圖7的B-B剖切位置，采用局部半剖畫法。 圖中l(wèi).輪胎，2.輪圈，3.輪輻，4.定剎車片，5.動剎車片，6.巻簧，7.輪轂壁，8.飛
輪，9.輪轂，IO.右軸承，ll.輪架，12.壓縮彈簧，13.剎車盤，14.對輪外牙，15.對輪內(nèi)牙，
16.擋環(huán)，17.花鍵，18.單向軸承內(nèi)圈，19.單向軸承外圈，20.花鍵槽，21.巻簧外環(huán)，22.滑
套，23.撥叉，24.推盤，25.軸，26.左軸承，27.巻簧內(nèi)頭，28.端蓋，29.巻簧外頭，30.千斤
軸，31.千斤，32.棘齒，33.輪轂頂，34.氣門嘴。
具體實施例方式
在圖1和圖2中表示本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)，車輪是一個中心對稱結(jié)構(gòu)，輪輻(3)是3 個，也可以是3個以上，均勻分布，結(jié)構(gòu)和形狀相同；輪圈(2)上套有輪胎(l)，輪胎(1)設有 氣門嘴(34);輪圈(2)、輪輻(3)、輪轂(9)、輪轂頂(33)和輪轂壁(7)是一體，輪轂頂(33) 和輪轂壁(7)形成左側(cè)開口的空腔，開口處由端蓋(28)封閉，端蓋(28)由螺釘連接在輪轂 頂(33)上，端蓋(28)內(nèi)安裝有左軸承(26)，左軸承(26)套在滑套(22)上，其間也可以安 裝有直線軸承，輪轂壁(7)處的輪轂(9)內(nèi)安裝有右軸承(IO)，滑套(22)和右軸承(10)內(nèi) 安裝有軸(25)，軸(25)固定在輪架(11)上。 在圖3和圖4中表示本發(fā)明的核心部件——輪轂內(nèi)部構(gòu)造圖，也是車輪正常轉(zhuǎn) 動時的實施例圖，能量轉(zhuǎn)換機構(gòu)設在輪轂頂(33)的空腔內(nèi)，軸(25)中部設有花鍵(17)，花 鍵(17)上套有單向軸承，單向軸承相當于無輪齒的飛輪(8)，其作用是限制單向軸承外圈 (19)只能相對單向軸承內(nèi)圈(18)單方向旋轉(zhuǎn)。單向軸承內(nèi)圈(18)設有花鍵槽(20)，單向 軸承外圈(19)上纏繞有巻簧(6)，巻簧內(nèi)頭(27)固定安裝在單向軸承外圈(19)上，巻簧外頭(29)連接千斤(31)內(nèi)端，千斤(31)安裝在千斤軸(30)上，千斤軸(30)安裝在巻簧 外環(huán)(21)上，巻簧外環(huán)(21)套在巻簧(6)上，巻簧外環(huán)(21)左端設為圓盤形狀，其內(nèi)孔與 軸(25)是間隙配合，內(nèi)孔右側(cè)設有花鍵槽(20)，輪轂頂(33)內(nèi)圓柱表面設有均勻分布棘 齒(32)，千斤(31)外端不與棘齒(32)嚙合，單向軸承外圈(19)右側(cè)設有對輪內(nèi)牙(15)， 剎車盤(13)下端左側(cè)設有對輪外牙(14)，對輪內(nèi)牙(15)不與對輪外牙(14)連接?？刂茩C 構(gòu)中，滑套(22)空套在軸(25)上，與軸(25)是間隙配合，滑套(22)右端與巻簧外環(huán)(21) 的圓盤接觸，滑套(22)左端由螺紋固定連接有推盤(24)，推盤(24)中間的槽內(nèi)設有撥叉 (23)。單向軸承內(nèi)圈(18)右側(cè)端面與擋環(huán)(16)接觸，擋環(huán)(16)套裝在軸(25)上，與軸 (25)是間隙配合，其右端面與壓縮彈簧(12)接觸，壓縮彈簧(12)套在軸(25)上，壓縮彈簧 (12)右端面與右軸承(10)內(nèi)圈接觸，也可在期間裝有墊圈。巻簧外環(huán)(21)的右端面上固 定連接有定剎車片(4)，剎車盤(13)由螺釘固定安裝在輪轂壁(7)上，剎車盤(13)左端面 固定連接有動剎車片(5)。當車輪正常轉(zhuǎn)動時，給車輪施加扭矩，本發(fā)明是逆時針驅(qū)動飛輪 (8)，帶動車輪逆時針旋轉(zhuǎn)，驅(qū)動車輛前行。此時，千斤(31)外端與棘齒(32)脫離，定剎車 片(4)與動剎車片(5)脫離。 在圖5所示的車輪正常轉(zhuǎn)動實施例中，對輪外牙(14)與對輪內(nèi)牙(15)脫離。
在圖6、圖7所示的車輪制動減速蓄能實施例中，啟動制動，既驅(qū)動撥叉(23)右移 半程，撥叉(23)推動推盤(24)、推盤(24)推動滑套(22)、巻簧外環(huán)(21)和單向軸承向右 移動，在此過程中，巻簧外環(huán)(21)的花鍵槽(20)插入花鍵(17)內(nèi)，制止巻簧外環(huán)(21)和 巻簧外頭(29)繞軸(25)旋轉(zhuǎn)，同時，單向軸承外圈(19)的對輪內(nèi)牙(15)與逆時針慣性 旋轉(zhuǎn)中的對輪外牙(14)嚙合，使單向軸承外圈(19)跟隨旋轉(zhuǎn)，帶動巻簧內(nèi)頭(27)逆時針 旋轉(zhuǎn)，從而巻簧(6)開始蓄能。車輛和車輪的慣性能量迅速轉(zhuǎn)換為巻簧(6)的彈性勢能，使 車輪迅速減速直到停止轉(zhuǎn)動，巻簧(6)蓄能結(jié)束，等待能量的釋放。能量的釋放也可以在車 輛的行駛中進行，即制動減速蓄能到所需的速度時，也可釋放能量。釋放能量時，放松撥叉 (23)，使其復原位被擠壓的壓縮彈簧(12)推動擋環(huán)(16)、擋環(huán)(16)推動單向軸承向左移 動，對輪內(nèi)牙(15)脫開對輪外牙(14)，同時，巻簧外環(huán)(21)的花鍵槽(20)脫開花鍵(17)， 由于單向軸承外圈(19)不能順時針旋轉(zhuǎn)，巻簧(6)只能驅(qū)動巻簧外環(huán)(21)上的千斤(31) 帶動巻簧外環(huán)(21)逆時針旋轉(zhuǎn)，此時，受巻簧外頭(29)拉力作用，千斤(31)外端頂在棘齒 (32)內(nèi)。從而推動輪轂頂(33)，帶動車輪逆時針旋轉(zhuǎn)。啟動車輛前行。
在圖8所示的車輪制動減速蓄能實施例中，對輪外牙(14)與對輪內(nèi)牙(15)嚙合。
圖9所示車輪制動緊急停車實施例，當遇到緊急情況需要立刻停車時，需要車輪 立即停止轉(zhuǎn)動迅速啟動制動，既驅(qū)動撥叉(23)全程右移，其動作同上述減速過程，即巻簧 外環(huán)(21)的花鍵槽(20)插入花鍵(17)內(nèi)，制止巻簧外環(huán)(21)繞軸(25)旋轉(zhuǎn)。與減速過 程不同的是巻簧外環(huán)(21)的右端面上的定剎車片(4)貼壓剎車盤(13)上的動剎車片(5)， 制止車輪旋轉(zhuǎn)，即可實現(xiàn)緊急剎車。
權(quán)利要求
一種自控式制動節(jié)能車輪裝置，由輪體機構(gòu)、能量轉(zhuǎn)換機構(gòu)和控制機構(gòu)組成，輪體機構(gòu)包括車輪、輪架、軸承、軸、飛輪；能量轉(zhuǎn)換機構(gòu)包括卷簧、卷簧外頭、卷簧內(nèi)頭、單向軸承內(nèi)圈、單向軸承外圈、花鍵、花鍵槽、卷簧外環(huán)、千斤、千斤軸、棘齒、對輪外牙、對輪內(nèi)牙；控制機構(gòu)包括撥叉、推盤、滑套、擋環(huán)、壓縮彈簧、剎車盤、定剎車片、動剎車片，其特征是車輪是一個中心對稱結(jié)構(gòu)，輪輻是3個，也可以是3個以上，均勻分布，結(jié)構(gòu)和形狀相同；輪圈上套有輪胎，輪胎設有氣門嘴；輪圈、輪輻、輪轂、輪轂頂和輪轂壁是一體，輪轂頂和輪轂壁形成左側(cè)開口的空腔，開口處由端蓋封閉，端蓋由螺釘連接在輪轂頂上，端蓋內(nèi)安裝有左軸承，左軸承套在滑套上，其間也可以安裝有直線軸承，輪轂壁處的輪轂內(nèi)安裝有右軸承，滑套和右軸承內(nèi)安裝有軸，軸固定在輪架上；能量轉(zhuǎn)換機構(gòu)設在輪轂頂?shù)目涨粌?nèi)，軸中部設有花鍵，花鍵上套有單向軸承，單向軸承內(nèi)圈設有花鍵槽，單向軸承外圈上纏繞有卷簧，卷簧內(nèi)頭固定安裝在單向軸承外圈上，卷簧外頭連接千斤內(nèi)端，千斤安裝在千斤軸上，千斤軸安裝在卷簧外環(huán)上，卷簧外環(huán)套在卷簧上；控制機構(gòu)中，滑套空套在軸上，與軸是間隙配合，滑套右端與卷簧外環(huán)的圓盤接觸，滑套左端由螺紋固定連接有推盤，推盤中間的槽內(nèi)設有撥叉，單向軸承內(nèi)圈右側(cè)端面與擋環(huán)接觸，擋環(huán)套裝在軸上，與軸是間隙配合，其右端面與壓縮彈簧接觸，壓縮彈簧套在軸上，壓縮彈簧右端面與右軸承內(nèi)圈接觸，也可在期間裝有墊圈；卷簧外環(huán)的右端面上固定連接有定剎車片，剎車盤由螺釘固定安裝在輪轂壁上，剎車盤左端面固定連接有動剎車片。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的自控式制動節(jié)能車輪裝置，其特征是巻簧外環(huán)左端設為圓 盤形狀，其內(nèi)孔與軸是間隙配合，內(nèi)孔右側(cè)設有花鍵槽，花鍵槽可與軸上的花鍵連接。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的自控式制動節(jié)能車輪裝置，其特征是輪轂頂內(nèi)圓柱表面設 有均勻分布棘齒。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的自控式制動節(jié)能車輪裝置，其特征是單向軸承外圈右側(cè)設 有對輪內(nèi)牙，剎車盤下端左側(cè)設有對輪外牙。
全文摘要
一種自控式制動節(jié)能車輪裝置，由輪體機構(gòu)、能量轉(zhuǎn)換機構(gòu)和控制機構(gòu)組成。將剎車或減速時車及車輪的慣性能量儲存起來，并能控制剎車和減速，不影響剎車的效果，把減速儲存的慣性能量運用到車輪啟動中。能量轉(zhuǎn)換機構(gòu)中，采用車軸的花鍵上套有單向軸承，單向軸承外圈上纏繞有卷簧，卷簧內(nèi)頭固定安裝在單向軸承外圈上，卷簧外頭連接在卷簧外環(huán)的千斤內(nèi)端上，利用卷簧得卷伸實現(xiàn)蓄能和放能，控制機構(gòu)中，通過撥動滑套和壓縮彈簧的作用推動卷簧外環(huán)和單向軸承左右移動，來控制卷簧外環(huán)花鍵槽與花鍵軸的離合，以及單向軸承外圈的對輪內(nèi)牙與剎車盤下端的對輪外牙的離合，控制制動慣性能量的存儲和釋放。
文檔編號B60T1/10GK101791976SQ201010129649
公開日2010年8月4日 申請日期2010年3月23日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月23日
發(fā)明者孫學雁, 張秀紅, 王喜亭, 袁靜 申請人:沈陽工業(yè)大學