一种刹车装置及包含该装置的车辆的制作方法

本实用新型涉及车辆技术领域，尤其设计一种刹车装置及包含该装置的车辆。

背景技术：

现有刹车方式是通过车轮的盘或鼓进行盘刹或鼓刹，使车轮与地面产生与行驶方向相反的摩擦力f(地面作用于车轮的摩擦力)使车减速，而f＝μNcosθ，μ为车轮与路面间的摩擦系数，N＝Mg为车轮自身包括负荷的总质量M所产生的对地面的正压力，g≈9.8N/kg为重力加速度常数，θ为路面与水平方向的夹角(图示指研究θ＝0即水平行驶，其余同理)，所以，f与车辆前进的速度V的大小、惯性力F大小无关。

车辆行驶过程中，车轮自身包括负荷的总质量M已确定，车轮在某一地面接触点A的摩擦系数μ也是确定值，车轮刹车时在A点的地面最大摩擦力f不变，车轮在△t时间内从速度V减到0所产生的平均惯性力△F＝M△a＝M*V/△ t(△a是平均加速度)与速度V成正比，速度越大，惯性力△F越大，即△F 的绝对值>△f的绝对值(△f是△t时间内从速度V减到0所产生的平均摩擦力)，车轮就无法被刹住、停止，多次点刹或长时间刹车会使△t值相对增大，从而错过安全刹车时间、距离而发生事故。

这就是车辆质量越大、速度越快，车辆越难被刹住的根本原因，特别是车辆在冰雪等摩擦系数相对较小的路面行驶时，表现最为明显，甚至简直不受刹车控制。这是目前所有刹车系统极易发生车祸的根本原因，也是现有刹车系统无法解决的技术瓶颈。

技术实现要素：

本实用新型提供一种刹车装置及包含该装置的车辆，当车辆刹车时，刹车装置被升降机构降落与地面接触，从而实现快速刹车，车辆质量越大、速度越快，刹车力度越大，同时还可以与现有刹车系统、自动化控制系统兼容，一起使用，互补长短。

本实用新型提供一种刹车装置，包括：支撑架，所述支撑架上设置至少一根第一固定轴和至少一根第二固定轴，且所述第一个固定轴与所述第二根固定轴的数量相等；

至少一组可转动地设置在所述第一固定轴上的第一轮组件和至少一组可转动地设置在所述第二固定轴上的第二轮组件，第一轮组件的外周面和第二轮组件的外周面相啮合或相挤紧；

与所述支撑架相连接的升降机构，所述升降机构用于与车辆本体固定连接以控制所述支撑架升降，所述支撑架降落时，所述第一轮组件和所述第二轮组件的外周面能够与地面相接触。

优选地，所述第一轮组件包括第一轮体，所述第一轮体通过万向鱼眼轴承安装在所述第一固定轴上以使所述第一轮体能够绕所述第一固定轴旋转且能够沿轴向摆动；所述第二轮组件包括第二轮体，所述第二轮体通过万向鱼眼轴承安装在所述第二固定轴上以使所述第二轮体能够绕所述第二固定轴旋转且能够沿轴向摆动。

优选地，所述第一轮体和所述第二轮体为半径、齿数相同或不相同的轮状体或外表布满条纹、颗粒非常粗糙的轮状体。

优选地，所述第一固定轴和所述第二固定轴可沿径向相对靠近和远离地设置在所述支撑架上，所述刹车装置还包括用于控制所述第一固定轴和所述第二固定轴沿径向相对靠近和远离的离合装置，所述离合装置与所述支撑架相连。

优选地，所述支撑架包括设置在所述第一固定轴和第二固定轴一端的第一支架和另一端的第二支架，所述第一支架和第二支架均包括固定板和可沿所述固定板滑动的活动板，所述固定板与所述升降机构固定连接，所述活动板与所述离合装置连接；所述固定板与所述活动板均设有用于固定轴的固定孔与供轴滑动地条状孔，所述固定板的固定孔与所述活动板的所述条状孔对齐，所述固定板的所述条状孔与所述活动板的固定孔对齐，所述第一固定轴两端同时穿过所述活动板的条状孔和所述固定板的固定孔，并且与固定板的所述固定孔固定连接，所述第二固定轴两端同时穿过所述固定板的条状孔和所述活动板的固定孔，并且与活动板的所述固定孔固定连接。

优选地，所述第一支架和所述第二支架都设有回位弹簧，且所述第一支架和所述第二支架的所述固定板和所述活动板均设有回位弹簧卡槽，所述回位弹簧固定在所述回位弹簧卡槽，所述回位弹簧的一端与所述固定板固定连接，所述回位弹簧的另一端与所述活动板固定连接。

优选地，所述离合装置为液压控制的离合装置或气压控制的离合装置或电动控制的离合装置。

优选地，所述升降机构包括至少一根伸缩杆和至少一个可以控制所述伸缩杆转动的转动机构；当所述伸缩杆为一根，所述转动机构为一个时，所述伸缩杆的一端与所述固定板连接，另一端与所述转动机构连接；当所述伸缩杆两根以上时，相邻两根所述伸缩杆通过转动机构连接，所述转动机构同时连接多根所述伸缩杆。

优选地，所述伸缩杆为液压控制的伸缩杆或气压控制的伸缩杆或电动控制的伸缩杆。

本实用新型还提供一种车辆，包括如上任意一项所说的刹车装置。

本实用新型的技术方案中，一种刹车装置包括支撑架、设置在支撑架上的第一固定轴和第二固定轴，可转动地设置在所述第一固定轴上的第一轮组件和可转动地设置在所述第二固定轴上的第二轮组件，当车辆刹车时，第一轮组件与第二轮组件啮合或相挤紧，在升降机构的作用下，第一轮组件与第二轮组件降落与地面接触，从而实现快速刹车的目的。本实用新型刹车力度强劲、可控，车辆质量越大、速度越快，刹车力度越大，与现有刹车系统、自动化控制系统可以有机的兼容，一起使用，共同达到刹车的目的。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是根据一示例性实施例示出一种刹车装置刹车时示意图；

图2是根据一示例性实施例示出一种刹车装置前行时示意图；

图3是根据一示例性实施例示出一种刹车装置轮体部件示意图；

图4是根据一示例性实施例示出两齿轮啮合的状态示意图；

图5是根据一示例性实施例示出一种支撑架一侧结构示意图；

图6是根据一示例性实施例示出另一种支撑架另一侧结构示意图；

图7是根据一示例性实施例示出一种两组轮体刹车装置刹车时示意图；

图8是根据一示例性实施例示出一种两组轮体刹车装置前行时示意图。

图中：1、离合装置；2、支撑架；3、第一轮组件；4、第二轮组件；5、伸缩杆；6、转动机构；7、升降机构；8、回位弹簧；9、活动板；10、固定板； 11、第一固定轴；12、第二固定轴；13、第一轮体；14、第二轮体；15、万象鱼眼轴承；16、条状孔；17、固定孔；18、回位弹簧卡槽。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本实用新型的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本实用新型所保护的范围。

本具体实施方式提供了一种刹车装置，刹车力度强劲、可控，车辆质量越大、速度越快，刹车力度越大，可以快速实现刹车的目的。

以下，参照附图对实施例进行说明。此外，下面所示的实施例不对权利要求所记载的实用新型内容起任何限定作用。另外，下面实施例所表示的构成的全部内容不限于作为权利要求所记载的实用新型的解决方案所必需的。

参考图1-图5本实施例提供一种刹车装置包括支撑架2，支撑架2上设置第一固定轴11和第二固定轴12，一根第一固定轴11与一根第二固定轴12形成一组固定轴，多组固定轴可以同时设置在支撑架2，这样刹车时，多组固定轴同时带动它上面的部件共同作用，增加刹车效果和本机构的使用寿命。

其中，在第一固定轴11上设置可转动地第一轮组件3，在第二固定轴12 上设置可转动地第二轮组件4，第一轮组件3和第二轮组件4形成一对轮组件，并且第一轮组件3的外周面和第二轮组件4的外周面相啮合或相挤紧，多对轮组件可以同时安装在一对固定轴上，车辆进行刹车时，固定轴带动多对轮组件共同作用，加大刹车力度。

本实用新型的一种实施例中，还包括控制支撑架2升降的升降机构7，升降机构7的一端与支撑架2相连接，升降机构7的另一端用于与车辆本体固定连接，进行刹车时，第一轮组件3和第二轮组件4的外周面能够与地面相接触。第一轮组件3与第二轮组件4啮合或相挤紧，在升降机构7的控制下支撑架2 降落，第一轮组件3与第二轮组件4与地面接触。上面所说的第一轮组件3和第二轮组件4也可以由任意一种能够啮合或挤紧的组件构成，比如履带、皮条等。

其中，第一轮组件3包括第一轮体13，第一轮体13通过万向鱼眼轴承15 安装在第一固定轴11上，万象鱼眼轴承15不仅能绕固定轴旋转，还能绕固定轴的径向左右有限旋转，这样第一轮体13能够通过万象鱼眼轴承15绕第一固定轴11旋转且能够沿轴向摆动；第二轮组件4包括第二轮体14，第二轮体14 通过万向鱼眼轴承15安装在第二固定轴12上，同样，第二轮体14通过万象鱼眼轴承15绕第二固定轴12旋转且能够沿轴向摆动；当地面凹凸不平时，第一轮体13和第二轮体14可以根据路面凹凸情况通过万象鱼眼轴承15绕固定轴的径向左右旋转，以增大轮体与地面的接触面积。

其中，第一轮体13第二轮体14为半径、齿数相同或不相同的轮或外表布满条纹、颗粒非常粗糙的轮状体。当车辆刹车时，第一轮体13和第二轮体14 与地面接触，一对轮相互啮合，给对方反作用力，阻止对方运动，增大与地面的抓力，加大刹车效果。

其中，设置在支撑架2上第一固定轴11和第二固定轴12可以沿径向相对靠近与远离，同时支撑架2上还设有离合装置1，离合装置1与支撑架2相连，离合装置1用于控制第一固定轴11和第二固定轴12后沿径向相对靠近与远离。车辆正常行驶时，第一固定轴11与第二固定轴12远离，第一轮体13与第二轮体14远离，可以避免第一轮体13第二轮体14挤压；车辆刹车时，离合装置1 控制第一固定轴11与第二固定轴12相对靠近，在升降机构7的作用下，第一轮体13第二轮体14降落到地面，与地面接触，在离合装置1的控制下实现刹车的目的。

其中，支撑架2包括在第一固定轴11和第二固定轴12一端的第一支架和另一端的第二支架，第一支架和第二支架均包括固定板10和活动板9，并且活动板9可沿固定板10左右滑动，固定板10与升降机构7固定连接，活动板9 与离合装置1连接，这样，活动板9在离合装置1的控制下沿固定板10滑动；固定板10与活动板9均设有用于固定轴的固定孔17和条状孔16，条状孔16 用于供轴滑动，在车辆正常行驶过程中，固定板10的固定孔17与活动板9的条状孔16靠近离合装置1的一侧对齐，固定板10的条状孔16远离活动板9 上的离合装置1的一侧与活动板9的固定孔17对齐，第一固定轴11两端同时穿过活动板9的条状孔16和固定板10的固定孔17，并且与固定板10的固定孔17固定连接，第二固定轴12两端同时穿过固定板10的条状孔16和活动板 9的固定孔17，并且与活动板9的固定孔17固定连接。当车辆发生刹车时，固定在固定板10的第一固定轴11不动，离合装置1控制固定在活动板9上的第二固定轴11沿固定板10的条状孔16移动，活动板9的条状孔16沿固定在固定板10上的第一固定轴11移动，从而第一轮体13与第二轮体14啮合。

参照图3，以接触地面的第一轮体13和第二轮体14为齿轮的实施例说明(本处只体现两轮参数相同的情形，其他情况同理)，左侧为第二轮体14，右侧为第一轮体13，第一轮体13与地面的接触点为B点，第二轮体14与地面接触的点为C点，第一轮体13与第二轮体14啮合点为D点，第一轮体13和第二轮体14的半径为r，车身重量为N(mg)，车辆行驶方向向右，车速为v，当本机构接触地面时，第一轮体13的B点受地面的摩擦力为第一轮体13提供动力，第一轮体13产生顺时针方向的转动，同理，第二轮体14的C点受地面的摩擦力为第二轮体14提供动力，第二轮体14同样产生顺时针方向的转动，两轮前进方向与车辆前进方向相同，此时，适用于车胎爆胎后，该组合轮组代替车辆轮胎工作而避免翻车。当进行操作刹车前，本机构组合轮组被降至与地面接触并向该轮组施加压力，同时第一轮体13与第二轮体14靠拢啮合，D点是第一轮体13与第二轮体14的啮合点，车辆向右前进带动第一轮体13向右行驶，使第一轮体的B点在地面的摩擦阻力作用下产生向左的水平方向的扭力，带动第一轮体顺时针方向旋转，第一轮体在D点带动第二轮体的D点使第二轮体向相反的逆时针方向旋转，同时第二轮体的C点也被带动逆时针方向旋转，此时第二轮体14与地面接触的C点在第一轮体13的D点作用下产生方向向右的水平方向的扭力，这样在该两轮物理距离相对固定的B、C点之间几乎同时产生方向相反大小相等的一对平衡力而将地面牢牢抓住，该对平衡力同时作用于地面，就是抓住地面的一对有效刹车力量。因两轮的反向转动在此条件下相互抑制，只存在转动趋势而不能产生转动的表面现象，但其B、C点之间的这对反向平衡力在外力(车辆行驶、加速度产生的力)失去之前是始终存在的，即刹车效果就跟随存在，而且，这一对扭力与车辆质量、外力、速度、两轮与地面的摩擦系数都成正比，车辆质量越大即对两轮的压力越大、车速越快、两轮与地面的摩擦系数越大，这一对扭力就越大，这两个反向扭力抓住地面阻止车辆前进的能力就越强，这是本机构产生不同于常规刹车系统的刹车效果的主要力量来源，使车辆很容易被刹住。

同时，本机构施加于该两轮的压力来源于车辆本身重量通过升降机构7可控调节大小，能间接通过该两轮与地面的摩擦力有效控制这对扭力的大小，达到随意控制刹车状态的目的；而且，在该两轮处于相互制约仅体现转动趋势时，该轮组同时与地面间产生滑动摩擦力，因此，本机构还兼有常规刹车原理所产生的摩擦阻力，两者共同完成刹车作业。

所以，该系统所产生的强大刹车力度比常规刹车强数倍，而且是可控的。

其中，固定板10和活动板9均设有回位弹簧卡槽18，回位弹簧8固定在回位弹簧卡槽18，回位弹簧8的一端与固定板10固定连接，回位弹簧8的另一端与活动板9固定连接，当刹车时，离合装置1控制活动板9带动第二固定轴12靠近第一固定轴11，第一轮体13与第二轮体14啮合或相挤紧，回位弹簧8给活动板9的活动造成阻力；当松开刹车时，离合装置1控制活动板9带动第二固定轴12远离第一固定轴11，同时回位弹簧8给活动板9一个弹力加快活动板9移动，从而第二固定轴12快速远离第一固定轴11，第一轮体13与第二轮体14快速达到远离的状态，即自由状态。

其中另一种方案，回位弹簧卡槽18两端可以设有凸起，回位弹簧8的内圆卡在活动板9和固定板10的凸起上，以便控制回位弹簧8在回位弹簧卡槽18 内不被弹出，没有刹车时，回位弹簧8在回位弹簧卡槽18内处于正常状态或微压缩状态，当刹车时，离合装置1控制活动板9滑动，从而使第二固定轴12 靠近第一固定轴11，第一轮体13与第二轮体14啮合或相挤紧，此时，回位弹簧8压缩，阻碍活动板9滑动，回位弹簧8卡在固定板10靠近离合装置1一侧的凸起和活动板9远离离合装置1一侧的凸起上，当松开刹车时，离合装置1 控制活动板9带动第二固定轴12远离第一固定轴11，同时回位弹簧8给活动板9一个弹力加快活动板9移动，从而第二固定轴12快速远离第一固定轴11，第一轮体13与第二轮体14快速达到远离的状态。

其中，离合装置1可以为液压控制的离合装置或气压控制的离合装置或电动控制的离合装置，当车辆刹车时，给离合装置1动作指令，带动离合装置1 的调节阀动作，通过液体的移动带动活动板9移动。液压控制阀动作灵敏可靠，工作平稳，冲击和振动小，油液留过时压力损失小，同时密封性能好，结构简单紧凑。气压控制的离合装置简单，反应快速，同时安全性高，气压控制的离合装置1的运动原理与之相似。而且该离合装置1可以是其它可以产生离合效果的任何机械、伸缩装置。

升降机构7是包括至少一根伸缩杆5和至少一个可以控制支持架升降的转动机构6。当伸缩杆5为一根，转动机构6为一个时，伸缩杆5的一端与固定板10连接，另一端与转动机构6连接。当伸缩杆5为多根时，相邻两根伸缩杆5之间通过转动机构6连接，同时，转动机构6可以同时连接多根伸缩杆5，这样可以更好的固定固定板10。伸缩杆5与转动机构6通过螺栓连接，升降机构 7的一端与固定板10固定连接，升降机构7的另一端与车辆本体固定连接，不同车辆，固定连接的方式不一样；当车辆处于正常行驶的状态时，伸缩杆5处于收缩状态，并且伸缩杆5处于与地面平行的状态，当车辆刹车时，伸缩杆5 伸长，通过转动机构6转动伸缩杆5把支撑架2降落到地面，以使第一轮体13 和第二轮体14与地面接触，同时，还可以根据车辆不同需要，通过控制升降机构7的伸长长度控制支撑架2降落的高度。而且该升降装置可以是其它可以产生升降效果的任何机械、伸缩装置。

伸缩杆5留有富余部分升降高度，当车辆行驶中发生爆胎时，本装置通过升降机构7自动降到路面支撑车身，维持车辆重心不偏离而避免发生侧翻，当原有刹车系统失效，本机构既可以进行刹车又可以保持车辆平衡并支持继续行驶至安全地带。可在爆胎发生行至安全地带后，本机构可升起车辆进行换胎作业，省去另启用千斤顶的麻烦；当车辆在车库被水淹到某一高度时，升降机构 7可将车辆自动升高，避免水浸车的悲剧。

伸缩杆5可以为液压控制的伸缩杆5或者气压控制的伸缩杆5，当出现紧急状况时，动作灵敏快速，机构简单而且安全，伸缩杆5还可以是具有控制伸缩杆伸长或压缩的其它控制机构。

一种车辆，包括以上所说的一种刹车装置，车辆可以同时包括多组刹车机构。当现有刹车系统失效或出现偏刹时，容易使车辆侧翻或甩尾，本刹车装置可以自动调节伸缩杆5的高度，调整车辆重心就会避免车辆侧翻或甩尾；如果遇到大雨，路面积水较深的情况下，可以启用本装置，通过升降机构7的反复运作，以上所说的本系统可以作为划水工具，使车辆到达安全区域。同理，当车辆误入深水区，如河流、深水隧道等，自动启用本装置，可使车辆延缓下沉时间，给逃生创造更多机会，甚至可以划动车辆到达安全区域。

当车辆误入软基路段，如泥泞、雪地、沼泽等情况下车轮下陷，无法自拔时，只需将本机构降至地面而不进行刹车操作，增大与地面的接触面积，减小车辆与地面的压强，从而使车辆安全脱险。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。