专利名称：双圈卷簧滚轮式制动节能轮装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种双圈卷簧滚轮式制动节能轮装置，尤其是一种蓄能、节能、提高刹 车效果的双圈卷簧滚轮式制动节能轮装置。
背景技术：
目前，各种车辆在交通中减速和刹车是常见的现象，无论是减速还是刹车，都是能 源的双重浪费，一方面是惯性能的浪费，另一方面是阻止惯性能所施加的能量损耗，而且， 现有技术的刹车效果也不如人意，系统庞大结构复杂，成本高。在实际应用中还有广阔的开 发和发展空间。
发明内容
本发明的目的在于提供一种双圈卷簧滚轮式制动节能轮装置，将刹车或减速时车 及车轮的惯性能量储存起来，并运用到车轮启动中，而且又能提高刹车的效果。本发明的核 心机构是将动能转化为弹性势能的蓄能机构及其控制机构。蓄能机构能在刹车时有效的保 证能量的储存，控制机构能够在启动时有效地控制能量的释放。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是由轮体机构、蓄能机构和控制机构 组成，轮体机构包括车轮、轮架、轮间、轴承、单向轴承、轴、飞轮；蓄能机构包括滚轮、滚 轮轴、滚轮轴承、卷簧、卷簧头、卷簧轴；控制机构包括千斤、千斤轴、扭簧、拨块、凸台。车 轮是一个中心对称结构，由轮毂、轮辐、轮圈、轮胎、外圈、钢球和气门嘴组成，轮辐是3个， 也可以是3个以上，均勻分布，结构相同；轮辐与轮圈分离，由轮辐上的滚轮两侧外缘夹住 轮圈中间凸起处，外圈套在轮圈上，中间设有均勻分布的钢球，轮圈、外圈和钢球构成双列 径向轴承，外圈上套有轮胎，轮胎设有气门嘴；轮毂和轮辐是一体，轮毂内安装有轴承和单 向轴承，轴承和单向轴承内安装有轴，轴固定在轮架上，单向轴承相当于无轮齿的飞轮，其 作用是限制轮辐只能逆时针方向旋转。蓄能机构中，轮辐外端设有滚轮，滚轮由滚轮轴承 安装在滚轮轴上，滚轮轴固定安装在轮辐上，滚轮上缠绕有卷簧，卷簧内端固定连接在滚轮 上，卷簧外端是卷簧头，卷簧头固定连接在卷簧轴上，卷簧轴固定安装在轮圈上。控制机构 中，轮圈对应滚轮处设成空腔，外圈在空腔内设有拨块，空腔内固定安装有千斤轴，千斤轴 上空套有千斤和扭簧，千斤可绕千斤轴转动，千斤的一端顶在拨块上，拨块固定安装在轮辐 的端部，千斤的另一端靠在外圈的凸台上，以限定千斤的转位，扭簧的一端插入轮圈内，扭 簧的另一端压靠在千斤上，施加给千斤顺时针扭矩。本发明的有益效果是在节能的基础上，又有效的提高了刹车的效果，因为与现有 技术相比，刹车所消耗的能量大大降低，只是平衡轮胎和轮圈的转动惯量，因此，刹车效果 更好。
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明整体外形图及气门嘴结构图，是主视图。图2是图1的局部放大图，采用局部剖画法，剖切位置在图3中的C-C。图3是图2的A-A剖视图，为俯视图投影，采用局部半剖画法。图4是图2的B-B剖视图，为仰视图投影，采用全剖画法。图5是刹车实施例图，采用局部剖画法，剖切位置在图3中的C-C。
图6是刹车实施例图，是图5的D-D剖视图，为仰视图投影，采用全剖画法。图7是蓄能实施例图，采用局部剖画法，剖切位置在图3中的C-C。图中1.轮架，2.轮胎，3.轮圈，4.外圈，5.轴，6.钢球，7.滚轮，8.滚轮轴，9.轮 闸，10.千斤，11.千斤轴，12.轮辐，13.卷簧，14.拨块，15.凸台，16.卷簧头，17.卷簧轴， 18.气门嘴，19.轮毂，20.扭簧，21.滚轮轴承，22.单向轴承，23.飞轮，24.轴承。
具体实施例方式在图1中表示本发明的整体外形结构，车轮是一个中心对称结构，由轮毂(19)、 轮辐(12)、轮圈(3)、轮胎(2)、外圈(4)、钢球(6)和气门嘴(18)组成，轮辐(12)是3个， 也可以是3个以上，均勻分布，结构相同；轮辐(12)与轮圈⑶分离，由轮辐(12)上的滚轮
(7)两外缘夹住轮圈(3)中间凸起处，外圈(4)套在轮圈(3)上，中间设有均勻分布的钢球
(6)，轮圈(3)、外圈(4)和钢球(6)构成双列径向轴承，外圈⑷上套有轮胎(2)，轮胎(2) 设有气门嘴(18)。在图2、图3和图4中表示本发明车轮正常转动时的结构图，由轮体机构、蓄能机 构和控制机构组成，轮毂(19)和轮辐(12)是一体，轮毂(19)内安装有轴承(24)和单向轴 承(22)，轴承(24)和单向轴承(22)内安装有轴(5)，轴(5)固定在轮架(1)上，单向轴承 (22)相当于无轮齿的飞轮(23)，其作用是限制轮辐(12)只能逆时针方向旋转。蓄能机构 中，轮辐(12)外端设有滚轮(7)，滚轮(7)由滚轮轴承(21)安装在滚轮轴⑶上，滚轮轴
(8)固定安装在轮辐(12)上，滚轮(7)上缠绕有卷簧(13)，卷簧(13)内端固定连接在滚轮
(7)上，卷簧外端是卷簧头(16)，卷簧头(16)固定连接在卷簧轴(17)上，卷簧轴(17)固定 安装在轮圈(3)上。控制机构中，轮圈(3)对应滚轮(7)处设成空腔，外圈(4)在空腔内设 有拨块(14)，空腔内固定安装有千斤轴(11)，千斤轴(11)上空套有千斤(10)和扭簧(20)， 千斤(10)可绕千斤轴(11)转动，千斤(10)的一端顶在拨块(14)上，拨块(14)固定安装 在轮辐(12)的端部，千斤(10)的另一端靠在外圈⑷的凸台(15)上，以限定千斤(10)的 转位，扭簧(20)的一端插入轮圈(3)内，扭簧(20)的另一端压靠在千斤(10)上，施加给千 斤(10)顺时针扭矩。在图5、图6中表示本发明遇到紧急情况需要制动车轮时(减速或刹车)的结构 图，启动刹车，既驱动轮闸(9)靠压轮圈(3)，阻止轮圈(3)旋转，使轮圈(3)减速，停止转 动。此时，在惯性的作用下，外圈⑷仍要逆时针旋转，外圈⑷的凸台(15)推动千斤(10) 绕千斤轴(11)逆时针转动，使千斤(10)顶端脱离开轮辐(12)上的拨块(14)，轮辐(12)及 轮毂(19)在惯性的作用下，仍要逆时针旋转，而滚轮(7)顺时针旋转，以备卷簧(13)储备 能量，以上动作都在瞬间完成。在图7中表示本发明制动后卷簧(13)储备能量完毕、准备释放能量的状态，此 时，解除制动，即轮闸(9)松开轮圈(3)，允许轮圈(3)旋转，卷簧(13)积蓄的弹性势能所产生的拉力和扭矩驱使轮圈(3)逆时针旋转或轮辐(12)顺时针旋转，而轮辐(12)受单向轴承(22)的限制不能顺时针旋转，轮辐(12)不动，其结果只能拉动轮圈(3)逆时针旋转，此 时，轮胎(2)与地面接触不动，外圈(4)也不动，当轮圈(3)的空腔上缘接触到外圈(4)的 凸台(15)后，推动外圈(4)逆时针旋转，从而驱动车轮逆时针旋转，驱动车辆前行。在此过 程中，千斤(10)在扭簧(20)的作用下顺时针旋转复位，当卷簧(13)释放能量结束后，轮辐 (12)顶端的拨快顶开千斤(10)复位，完成卷簧(13)能量的释放过程。
权利要求
一种双圈卷簧滚轮式制动节能轮装置，由轮体机构、蓄能机构和控制机构组成，轮体机构包括车轮、轮架、轮闸、轴承、单向轴承、轴、飞轮；蓄能机构包括滚轮、滚轮轴、滚轮轴承、卷簧、卷簧头、卷簧轴；控制机构包括千斤、千斤轴、扭簧、拨块、凸台；车轮是一个中心对称结构，由轮毂、轮辐、轮圈、轮胎、外圈、钢球和气门嘴组成，轮辐是3个，也可以是3个以上，均匀分布，结构相同，其特征是车轮轮辐与轮圈分离，由轮辐上的滚轮两侧外缘夹住轮圈中间凸起处；轮毂和轮辐是一体，轮毂内安装有轴承和单向轴承，轴承和单向轴承内安装有轴，轴固定在轮架上；蓄能机构中，轮辐外端设有滚轮，滚轮由滚轮轴承安装在滚轮轴上，滚轮轴固定安装在轮辐上，滚轮上缠绕有卷簧；控制机构中，轮圈对应滚轮处设成空腔，外圈在空腔内设有拨块，空腔内固定安装有千斤轴，千斤轴上空套有千斤和扭簧，千斤可绕千斤轴转动，千斤的一端顶在拨块上，拨块固定安装在轮辐的端部，千斤的另一端靠在外圈的凸台上，扭簧的一端插入轮圈内，扭簧的另一端压靠在千斤上。
2.根据权利要求1所述的双圈卷簧滚轮式制动节能轮装置，其特征是外圈套在轮圈 上，中间设有均勻分布的钢球，轮圈、外圈和钢球构成双列径向轴承，外圈上套有轮胎，轮胎 设有气门嘴。
3.根据权利要求1所述的双圈卷簧滚轮式制动节能轮装置，其特征是单向轴承限制 轮辐只能逆时针方向旋转。
4.根据权利要求1所述的双圈卷簧滚轮式制动节能轮装置，其特征是卷簧内端固定 连接在滚轮上，卷簧外端是卷簧头，卷簧头固定连接在卷簧轴上，卷簧轴固定安装在轮圈上。
全文摘要
一种双圈卷簧滚轮式制动节能轮装置，由轮体机构、蓄能机构和控制机构组成，将刹车或减速时车及车轮的惯性能量储存起来，并运用到车轮启动中，而且又能提高刹车的效果。轮体机构中，轮辐与轮圈分离，外圈套在轮圈上，轮圈、外圈和钢球构成双列径向轴承，蓄能机构中，轮辐外端设有滚轮，滚轮安装在轮辐上，滚轮上缠绕有卷簧，卷簧内端固定连接在滚轮上，卷簧外端固定连接在轮圈上，由卷簧的卷伸进行蓄能和释能。控制机构中，通过驱动轮闸靠压轮圈，阻止轮圈旋转，但外圈仍惯性旋转，外圈的凸台推动千斤脱离开轮辐上的拨块，轮辐及轮毂旋转带动滚轮旋转，从而卷簧蓄能；释能是通过松开轮闸，卷簧积蓄的弹性势能所产生的拉力和扭矩驱使轮圈逆时针旋转，驱动车轮前行。
文档编号B60T1/10GK101797916SQ201010129699
公开日2010年8月11日 申请日期2010年3月23日 优先权日2010年3月23日
发明者孙学雁, 张秀红, 袁静 申请人:沈阳工业大学