专利名称：一种汽车智能化制动装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及汽车安全性领域。是一种通过电子控制自动检测并自动实施制动的智能化制动装置。
背景技术：
在汽车上，制动系统作为一个保障行车安全最关键的部分，不但可以使运动中的汽车减速、停止，还可以保持停止状态。然而，随着现代汽车运行速度越来越快，若长时间不维修或者不注重保养，汽车的制动能力将会出现下滑或衰弱，特别是在二手车或者行驶公里过长的旧汽车上，制动失效的问题更加突出。制动失效后，汽车将完全失去制动能力，即使松开油门，汽车在惯性作用下也会继续高速行驶，处理不当，轻破坏公物，重伤害生命，酿成惨祸。汽车行业的发展日新月异，安全性已经逐渐成为广大车主购车时考虑的首要因素，因此在汽车设计时必须格外加强对制动系统的设计与制造。造成制动失效的原因很多。一是对制动系统缺乏必要的保养，刹车总泵里杂质太多、密封不严、真空助力泵失效、制动油过脏或几种制动油混合使用受热后出现气阻、制动总泵或分泵漏油、储气罐或管路接口漏气；二是由于操作不当导致机件失效，如长时间下坡会使制动片片摩擦生热、制动毂炭化、制动功能完全失效；三是由于严重超载，在重力加速度的作用下，加大了车辆运动惯性，直接导致制动失效。然而，以目前的技术，以上任何一种情况的出现都是无法阻挡的，为解决这一问题，可在汽车上加装一个智能化制动装置。
发明内容本实用新型的目的在于在汽车行驶过程中判断制动是否处于完全或部分失效并自动进行再制动。该系统是通过以下技术方案实现的一种汽车智能化制动装置，包括轮速传感器、制动踏板位移传感器、单片机、齿轮摩擦离合器及操纵杆、齿轮齿条式传动机构、轮毂摩擦环、双向传导机构、压力传感器、压盘、警报灯、点火线路开关、复位按钮及各机构固定装置。信号由轮速传感器和制动踏板位置传感器发出，中央控制系统接受处理并将信号发送到操纵杆使离合器结合，离合器的力矩通过中心齿轮轴带动齿轮齿条式传动机构将动力经过推杆、缓冲弹簧和套筒传递给车轮的压盘，压盘通过压紧安装在车轮内轮毂上的摩擦片进行强力制动，双向传导机构将效果复制到另一侧车轮。达到额定压力后，压力传感器将信号反馈给中央控制系统，中央控制系统接受处理并将信号发送到电磁换向阀强行熄火，同时装置继续制动并利用背压对曲轴进行背压制动，汽车停住，制动过程结束。当按下复位按钮，装置复原，以便再次使用。所述中央控制装置用于接收、分析及处理轮速传感器、制动踏板位置传感器以及压力传感器的反馈信号并输出控制信号。齿轮摩擦离合器包括齿轮摩擦盘、皮带轮摩擦盘、操纵杆及固定装置，其中皮带轮摩擦盘直接与发动机皮带轮焊接并随之一起转动，齿轮摩擦盘中心轴线焊接齿轮轴并用固定装置固定，从而驱动齿轮齿条式传动机构，摩擦盘的结合依靠操纵杆，摩擦盘为摩擦系数较高的摩擦片，以便结合能产生较大摩擦力矩。齿轮齿条式传动机构包括齿轮摩擦盘的齿轮轴、齿条、推杆、缓冲弹簧、套筒、压力传感器及固定装置，从而推动安装在轮毂内侧的压盘压紧在轮毂摩擦片上，同时将信号反馈给中央控制系统。轮毂摩擦环为高摩擦系数的环形摩擦片，紧密粘贴在车轮轮毂内边缘上，所述压盘一侧带有与套筒结合的凹槽，另一侧安装摩擦片，并通过刚性连接固定在底盘上。双向传导机构包括中心转轴、连杆、固定螺母、复位弹簧，其作用是将同样的移动传递到另一侧车轮的齿轮齿条式传动机构，以达到双轮制动的效果，并且有自动复位功能。点火线路开关为加装装置，安装在点火线路中，常通，当接收到中央控制系统的信号后开关断开使电路断路，以达到汽车熄火的目的，在制动结束后，该开关可通过操作按钮进行复位。背压制动即利用齿轮齿条式传动机构对车轮施加压力后产生的背压力对齿轮摩擦盘产生制动，从而制动曲轴。以单片机为核心，由传感系统采集信息，通过控制齿轮摩擦离合器，同时利用发动机的转速，经齿轮齿条式传动机构推动压盘压紧在轮毂摩擦片上以制动，并且使汽车在达到一定的制动效果后能够自动熄火以保护发动机及传动机构，同时压盘通过传动机构返回的背压对皮带轮摩擦盘产生摩擦力矩，从而制动曲轴，提升了系统整体制动效果。工作原理本实用新型所述一种汽车制动失效后的智能化制动装置，包括轮速传感器、制动踏板位移传感器、单片机、齿轮摩擦离合器及操纵杆、齿轮齿条式传动机构、轮毂摩擦片、双向传导机构、压力传感器、压盘、警报灯、点火线路开关、复位按钮及各机构固定装置。轮速传感器用于监测车轮的转速变化，安装在轮毂内，并将有关数据实时传给单片机。制动踏板位移传感器用于检测制动踏板的位移数据，并发送给单片机。单片机将两传感器传来的实时数据进行计算处理并与额定值进行比较，若不相符则判定为制动失效。判为制动失效后单片机先将警报灯开关接通以提醒驾驶员制动失效的情况以及智能化制动装置启动。装置工作瞬时开启后，单片机通过控制操纵杆将齿轮摩擦盘与皮带轮摩擦盘结合。此时，由发动机皮带轮带动的皮带轮摩擦盘带动齿轮摩擦盘慢慢开始转动，齿轮摩擦盘中心的齿轮轴将带动齿条开始移动，齿条推动推杆前移，并使推杆前部焊接的缓冲弹簧的压缩，将推力传递到套在推杆上的套筒上，当到达固定在底盘上的压盘上时，与压盘上的凹槽紧密结合，压盘受到强力的冲击瞬时压紧在车轮内轮毂的边缘上，边缘上粘贴一圈高摩擦系数的摩擦片，此时车轮受到了瞬时的摩擦力矩开始制动。双向传导机构利用力矩将推力传到另一组推杆传导机构同样制动另一侧车轮。压力传感器安装在套筒内检测弹簧的压力，并将检测数据实时发送到单片机，当压力值达到单片机程序所设定的额定压力值时，单片机将发送信号到安装在汽车点火系电路中的点火线路开关使之断开，汽车熄火。发动机在高速转动惯性下继续带动皮带轮转动，皮带轮带动齿轮摩擦盘，摩擦盘带动齿轮齿条式传动机构向前推动，车轮内侧受到的压力不断增大，压盘受到的背压也越来越大，背压力由压盘传到套筒、弹簧、推杆以及齿条，最终到达与齿条配合的齿轮摩擦盘，当皮带轮摩擦盘所能承受的最大摩擦力不足以克服来自车轮的背压时将与齿轮摩擦盘发生打滑，齿轮摩擦盘在受到极限背压力停止转动，不转的齿轮摩擦盘对转动的皮带轮摩擦盘产生摩擦力矩，使皮带轮摩擦盘转速慢慢降低，即降低发动机曲轴的转速，从而再次降低汽车运行速度，由于产生了更多制动力因而缩短了制动时间，直至车轮停止转动，汽车完全停驻，装置处于静止，整个系统工作完毕。下次启动前，按下复位按钮，装置回归原位。本系统通过轮速传感器、制动踏板位移传感器、单片机、齿轮摩擦离合器及操纵杆、齿轮齿条式传动机构、轮毂摩擦环、双向传导机构、压力传感器、压盘、警报灯、点火线路开关及各机构固定装置实现对汽车制动失效后对汽车的再制动。系统以单片机为核心，由传感系统采集信息，通过控制齿轮摩擦离合器，同时利用发动机的转速，经齿轮齿条式传动机构推动压盘压紧在轮毂摩擦片上以制动，并且使汽车在达到一定的制动效果后能够自动熄火以保护发动机及传动机构，同时压盘通过传动机构返回的背压力对皮带轮摩擦盘产生摩擦力矩，从而对曲轴进行背压制动，提升了系统整体制动效果。创新之处在于装置在直接制动的同时还利用背压进行了二次制动，不仅为制动的效果提供了更高的保证，而且缩减了更多制动的时间，为汽车安全停驻提供了保障。因此，本研究系统的关键部分，也是创意之处，在于利用了背压制动技术。本实用新型相对现有技术优点I、该系统的设计采用全智能化，自动检测、自动执行的特点也大大缩短了危险处 理时间，避免了驾驶员未能及时发现制动失效而造成严重后果，同时也能消除驾驶员发现制动失效时的慌乱情绪。2、系统完全自动地进行汽车制动直至停驻，安全系数高，可靠性好且结构简单，成本相对较低。3、该系统可以用于中级和高级轿车，也可用于二手或行驶里程较高的旧汽车，满足人们对安全性的要求。4、它的智能化是现代社会的发展方向，在汽车工业大方向的引导下，市场前景广阔。
图I是本实用新型所述汽车智能化制动装置布置示意图。
具体实施方式
I、轮速传感器；2、制动踏板位移传感器；3、单片机；4、皮带轮摩擦盘；5、齿轮摩擦盘；6、操纵杆；7、齿条；8、推杆；9、套筒；10、缓冲弹簧；11、轮毂摩擦环；12、双向传导机构；13、压力传感器；14、压盘；15、警报灯；16、点火线路开关；17、复位按钮。下面结合实例附图对本实用新型做进一步说明。该智能化制动装置旨在设计智能化程度较高的可制动处于制动失效行驶中汽车的装置。装置通过轮速传感器(I)和制动踏板位移传感器(2)的监测对汽车是否处于制动失效行驶做出判定，若为制动失效，单片机(3)首先发送指令到警报灯(15)将灯打开以提示驾驶员，随后做出指令推动操纵杆(6)使皮带轮摩擦盘(4)与齿轮摩擦盘(5)结合，此时的汽车并未熄火，在发动机曲轴高速旋转的带动下，与皮带轮焊接的皮带轮摩擦盘(4)也一直高速旋转，并通过接触将摩擦力矩传递到齿轮摩擦盘(5)，齿轮摩擦盘(5)随之开始旋转并带动齿条(7)移动，齿条(7)推动推杆(8)，与推杆(8)配合的套筒(9)和推杆(8)安装有缓冲弹簧(10)，用来缓冲瞬时的冲击力，套筒(9)在推力作用下迅速向轮毂推进，接触到压盘(14)后将后者压向轮毂摩擦环(11)，此过程通过双向传导机构(12)同样将推杆(8)缓冲弹簧(10)套筒(9)推向压盘(14)并压向轮毂摩擦环(11)，此时装置便开始制动车轮。随着曲轴的继续旋转，齿轮齿条式传动机构继续往前推进，对车轮内轮毂的压力也逐渐升高，当压力升高到一个极限值时，安装在套筒(9)与缓冲弹簧(10)之间的压力传感器(13)将数据发送到单片机(3)，单片机(3)迅速做出反应并将指令发送至点火线路开关
(16)，效果是使开关断开，使点火线路断路以使汽车熄火。熄火后的汽车继续在惯性作用下前行，曲轴继续带动皮带轮摩擦盘(4)转动，由于制动车轮内轮毂的压力已经达到极限，因而齿轮齿条式传动机构此时会受到一个强力的背压，而设计时选用的齿轮摩擦盘(5)与皮带轮摩擦盘(4)在操纵杆(6)压力下所能产生的最大摩擦力矩小于单片机(3)设定的额定压力值，因而齿轮摩擦盘(5)将停止转动，摩擦盘发生打滑，并因受摩擦力矩而制动，曲轴也随之制动。推力对车轮的制动加上背压对曲轴的制动形成了双制动。汽车在双制动力作用下慢慢减速直至停止，装置保持原 状使汽车停驻。下次启动前，按下复位按钮(17)，单片机⑶发送指令收回操纵杆(6)并闭合点火线路开关(16)，装置在双向传导机构(12)回位弹簧作用下回归原位。该汽车智能化制动装置在如下情况下能够取得更完美的效果I、装置启动后首先逐级减至I挡。2、齿轮摩擦离合器摩擦盘以及轮毂摩擦环的材料选用纳米、陶瓷等高新材料。3、在熄火后保持离合器的结合至汽车完全停止，原因是在背压制动时对曲轴制动需建立在发动机与驱动桥有动力连接的前提下。
权利要求1.一种汽车智能化制动装置，包括轮速传感器、制动踏板位移传感器、单片机、齿轮摩擦离合器及操纵杆、齿轮齿条式传动机构、轮毂摩擦环、双向传导机构、压カ传感器、压盘、警报灯、点火线路开关、复位按钮及各机构固定装置，其特征在干信号由轮速传感器和制动踏板位置传感器发出，中央控制系统接受处理并将信号发送到操纵杆使离合器结合，离合器的力矩通过中心齿轮轴带动齿轮齿条式传动机构将动カ经过推杆、缓冲弹簧和套筒传递给车轮的压盘，压盘通过压紧安装在车轮内轮毂上的摩擦片进行強力制动，双向传导机构将效果复制到另ー侧车轮；达到额定压力后，压カ传感器将信号反馈给中央控制系统，中央控制系统接受处理并将信号发送到电磁换向阀强行熄火，同时装置继续制动并利用背压力对曲轴进行背压制动，汽车停住，制动过程结束；当按下复位按钮，装置复原，以便再次使用。
2.根据权利要求I所述ー种汽车智能化制动装置，其特征在于所述中央控制装置用于接收、分析及处理轮速传感器、制动踏板位置传感器以及压力传感器的反馈信号并输出控制信号。
3.根据权利要求I所述ー种汽车智能化制动装置，其特征在于所述齿轮摩擦离合器包括齿轮摩擦盘、皮带轮摩擦盘、操纵杆及固定装置，其中皮带轮摩擦盘直接与发动机皮带轮焊接井随之一起转动，齿轮摩擦盘中心轴线焊接齿轮轴并用固定装置固定，从而驱动齿轮齿条式传动机构，摩擦盘的结合依靠操纵杆，摩擦盘为摩擦系数较高的摩擦片，以便结合能产生较大摩擦カ矩。
4.根据权利要求I所述ー种汽车智能化制动装置，其特征在于所述齿轮齿条式传动机构包括齿轮摩擦盘的齿轮轴、齿条、推杆、缓冲弹簧、套筒、压カ传感器及固定装置，从而推动安装在轮毂内侧的压盘压紧在轮毂摩擦片上，同时将信号反馈给中央控制系统。
5.根据权利要求I所述ー种汽车智能化制动装置，其特征在于所述轮毂摩擦环为高摩擦系数的环形摩擦片，紧密粘贴在车轮轮毂内边缘上，所述压盘一侧带有与套筒结合的凹槽，另ー侧安装摩擦片，并通过刚性连接固定在底盘上。
6.根据权利要求I所述ー种汽车智能化制动装置，其特征在于所述双向传导机构包括中心转轴、连杆、固定螺母、复位弹簧，其作用是将同样的移动传递到另ー侧车轮的齿轮齿条式传动机构，以达到双轮制动的效果，并且有自动复位功能。
7.根据权利要求I所述ー种汽车智能化制动装置，其特征在于所述点火线路开关为加装装置，安装在点火线路中，常通，当接收到中央控制系统的信号后开关断开使电路断路，以达到汽车熄火的目的，在制动结束后，该开关可通过操作按钮进行复位。
8.根据权利要求I所述ー种汽车智能化制动装置，其特征在于所述背压制动即利用齿轮齿条式传动机构对车轮施加压カ后产生的背压カ对齿轮摩擦盘产生制动，从而制动曲轴。
9.根据权利要求I所述ー种汽车智能化制动装置，其特征在干以单片机为核心，由传感系统采集信息，通过控制齿轮摩擦离合器，同时利用发动机的转速，经齿轮齿条式传动机构推动压盘压紧在轮毂摩擦片上以制动，并且使汽车在达到一定的制动效果后能够自动熄火以保护发动机及传动机构，同时压盘通过传动机构返回的背压对皮带轮摩擦盘产生摩擦カ矩，从而制动曲轴，提升了系统整体制动效果。
专利摘要一种汽车智能化制动装置属于汽车安全性领域，其主要特征在于包括1、轮速传感器；2、制动踏板位移传感器；3、单片机；4、皮带轮摩擦盘；5、齿轮摩擦盘；6、操纵杆；7、齿条；8、推杆；9、套筒；10、缓冲弹簧；11、轮毂摩擦环；12、双向传导机构；13、压力传感器；14、压盘；15、警示灯；16、点火线路开关；17、复位按钮实现对制动失效的汽车智能化制动。系统以单片机为核心，由传感系统采集信息，闭合齿轮摩擦离合器，利用发动机的转速使制动力由齿轮齿条式传动机构传到压盘以制动轮毂摩擦片，并在极限压力下自动熄火，同时产生的背压力通过传动机构背压制动曲轴，提升了系统整体制动效果。该装置通过按动复位按钮来进行复位。
文档编号B60T17/22GK202641686SQ20122010949
公开日2013年1月2日 申请日期2012年3月13日 优先权日2012年3月13日
发明者马玉哲 申请人:马玉哲