专利名称：减速与刹车一站式制动节能车轮的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种制动节能车轮装置，尤其是一种集蓄能、节能，并能自动控制 减速和刹车的减速与刹车一站式制动节能车轮。
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，尤其是减速的概率大大多于 刹死车，无论是减速还是刹车，都是能源的双重浪费，一方面是惯性能的损耗，另一方面是 阻止惯性能所施加的能量损耗。虽然现在世界各国对这一问题很重视，现有技术或系统庞 大结构复杂，或应用范围狭小，仅限于汽车。在实际应用中还有广阔的开发空间。
发明内容本实用新型的目的在于提供一种减速与刹车一站式制动节能车轮，将刹车或减速 时车及车轮的惯性能量储存起来，并能控制刹车和减速，不影响刹车的效果，把减速储存的 惯性能量运用到车轮启动中。本实用新型的核心机构是将惯性动能转化为弹性势能的能量 转换机构、控制机构。刹车机构的控制与减速蓄能的控制有机结合，使刹车和减速节能能方 便控制和操作，以提高制动的操作合理性。结构简单，应用范围大。本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是由轮体机构、能量转换机构和 控制机构组成。轮体机构包括车轮、轮架、轴承、轴、飞轮；能量转换机构包括卷簧、卷簧 外头、卷簧内头、单向轴承内圈、单向轴承外圈、花键、花键槽、卷簧外环、千斤、千斤轴、棘 齿、对轮外牙、对轮内牙；控制机构包括拨叉、推盘、滑套、挡环、压缩弹簧、刹车盘、定刹车 片、动刹车片。车轮是一个中心对称结构，由轮胎、轮圈、轮辐、轮毂、轮毂顶、轮毂壁、端盖和 气门嘴组成，轮辐是3个，也可以是3个以上，均勻分布，结构和形状相同；轮圈上套有轮胎， 轮胎设有气门嘴；轮圈、轮辐、轮毂、轮毂顶和轮毂壁是一体，轮毂顺和轮毂壁形成左侧开口 的空腔，开口处由端盖封闭，端盖由螺钉连接在轮毂顶上，端盖内安装有左轴承，左轴承套 在滑套上，其间也可以安装有直线轴承，轮毂壁处的轮毂内安装有右轴承，滑套和右轴承内 安装有轴，轴固定在轮架上。能量转换机构设在轮毂顶的空腔内，轴中部设有花键，花键上 套有单向轴承，单向轴承相当于无轮齿的飞轮，其作用是限制单向轴承外圈只能相对单向 轴承内圈单方向旋转。单向轴承内圈设有花键槽，单向轴承可在轴的花键上左右滑动，单向 轴承外圈上缠绕有卷簧，卷簧内头固定安装在单向轴承外圈上，卷簧外头连接千斤内端，千 斤安装在千斤轴上，并在千斤轴上转动，千斤轴安装在卷簧外环上，卷簧外环套在卷簧上， 卷簧外环左端设为圆盘形状，其内孔与轴是间隙配合，内孔右侧设有花键槽，花键槽可与轴 上的花键连接。轮毂顶内圆柱表面设有均勻分布棘齿，正常情况下，千斤外端不与棘齿啮 合，只有卷簧蓄能时，受卷簧外头拉力作用，使千斤顺时针转动，才能使千斤外端顶在棘齿 内，与棘齿啮合。单向轴承外圈右侧设有对轮内牙，刹车盘下端左侧设有对轮外牙，正常情 况下，对轮内牙不与对轮外牙连接，只有卷簧蓄能时，对轮内牙才能与对轮外牙形成对轮啮 合。控制机构中，滑套空套在轴上，与轴是间隙配合，滑套右端与卷簧外环的圆盘接触，滑套左端由螺纹固定连接有推盘，推盘中间的槽内设有拨叉，拨叉可推动推盘、带动滑套、卷簧 外环和单向轴承向右移动。单向轴承内圈右侧端面与挡环接触，挡环套装在轴上，与轴是 间隙配合，其右端面与压缩弹簧接触，压缩弹簧套在轴上，压缩弹簧右端面与右轴承内圈接 触，也可在期间装有垫圈。卷簧外环的右端面上固定连接有定刹车片，刹车盘由螺钉固定安 装在轮毂壁上，刹车盘左端面固定连接有动刹车片。本实用新型的有益效果是将制动的惯性能量有效的储存和利用，不影响刹车效 果。在此基础上，集刹车和减速蓄能的控制与一体，使刹车和减速节能方便控制和操作，以 提高制动的操作合理性和可操作性。
以下结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
图1是本实用新型纵向剖切结构图，是主视图，采用简化局部画法。图2是本实用新型整体外形图及气门嘴结构图，是
图1的左视图。图3是图4的B-B剖视图，也是
图1的局部剖视图，采用局部半剖画法。图4是图3的C-C剖视图，是图3的左视图，采用全剖画法。图5是图3的D向视图，是俯视图投影，采用局部画法。图6是减速实施例图，是图7的B B剖视图，采用局部半剖画法。图7是图6的C-C剖视图，是图6的左视图，采用全剖画法。图8是图6的D向视图，是俯视图投影，采用局部画法。图9是刹车实施例图，是图7的B-B剖切位置，采用局部半剖画法。图中1.轮胎，2.轮圈，3.轮辐，4.定刹车片，5.动刹车片，6.卷簧，7.轮毂壁，8.飞 轮，9.轮毂，10.右轴承，11.轮架，12.压缩弹簧，13.刹车盘，14.对轮外牙，15.对轮内牙， 16.挡环，17.花键，18.单向轴承内圈，19.单向轴承外圈，20.花键槽，21.卷簧外环，22.滑 套，23.拨叉，24.推盘，25.轴，26.左轴承，27.卷簧内头，28.端盖，29.卷簧外头，30.千斤 轴，31.千斤，32.棘齿，33.轮毂顶，34.气门嘴。
具体实施方式
在
图1和图2中表示本实用新型的整体结构，车轮是一个中心对称结构，轮辐 (3)是3个，也可以是3个以上，均勻分布，结构和形状相同；轮圈(2)上套有轮胎(1)，轮胎 (1)设有气门嘴(34)；轮圈(2)、轮辐(3)、轮毂(9)、轮毂顶(33)和轮毂壁(7)是一体，轮 毂顶(33)和轮毂壁(7)形成左侧开口的空腔，开口处由端盖(28)封闭，端盖(28)由螺钉 连接在轮毂顶(33)上，端盖(28)内安装有左轴承(26)，左轴承(26)套在滑套(22)上，其 间也可以安装有直线轴承，轮毂壁(7)处的轮毂(9)内安装有右轴承(10)，滑套(22)和右 轴承(10)内安装有轴(25)，轴(25)固定在轮架(11)上。在图3和图4中表示本实用新型的核心部件——轮毂内部构造图，也是车轮正常 转动时的实施例图，能量转换机构设在轮毂顶(33)的空腔内，轴(25)中部设有花键(17)， 花键(17)上套有单向轴承，单向轴承相当于无轮齿的飞轮(8)，其作用是限制单向轴承外 圈(19)只能相对单向轴承内圈(18)单方向旋转。单向轴承内圈(18)设有花键槽(20)，单 向轴承外圈(19)上缠绕有卷簧(6)，卷簧内头(27)固定安装在单向轴承外圈(19)上，卷簧外头(29)连接千斤(31)内端，千斤(31)安装在千斤轴(30)上，千斤轴(30)安装在卷簧 外环(21)上，卷簧外环(21)套在卷簧(6)上，卷簧外环(21)左端设为圆盘形状，其内孔与 轴(25)是间隙配合，内孔右侧设有花键槽(20)，轮毂顶(33)内圆柱表面设有均勻分布棘 齿(32)，千斤(31)外端不与棘齿(32)啮合，单向轴承外圈(19)右侧设有对轮内牙(15)， 刹车盘(13)下端左侧设有对轮外牙(14)，对轮内牙(15)不与对轮外牙(14)连接。控制机 构中，滑套(22)空套在轴(25)上，与轴(25)是间隙配合，滑套(22)右端与卷簧外环(21) 的圆盘接触，滑套(22)左端由螺纹固定连接有推盘(24)，推盘(24)中间的槽内设有拨叉 (23)。单向轴承内圈(18)右侧端面与挡环(16)接触，挡环(16)套装在轴(25)上，与轴 (25)是间隙配合，其右端面与压缩弹簧(12)接触，压缩弹簧(12)套在轴(25)上，压缩弹簧 (12)右端面与右轴承(10)内圈接触，也可在期间装有垫圈。卷簧外环(21)的右端面上固 定连接有定刹车片(4)，刹车盘(13)由螺钉固定安装在轮毂壁(7)上，刹车盘(13)左端面 固定连接有动刹车片(5)。当车轮正常转动时，给车轮施加扭矩，本实用新型是逆时针驱动 飞轮(8)，带动车轮逆时针旋转，驱动车辆前行。此时，千斤(31)外端与棘齿(32)脱离，定 刹车片(4)与动刹车片(5)脱离。在图5所示的车轮正常转动实施例中，对轮外牙(14)与对轮内牙(15)脱离。在图6、图7所示的车轮制动减速蓄能实施例中，启动制动，既驱动拨叉(23)右移 半程，拨叉(23)推动推盘(24)、推盘(24)推动滑套(22)、卷簧外环(21)和单向轴承向右 移动，在此过程中，卷簧外环(21)的花键槽(20)插入花键(17)内，制止卷簧外环(21)和 卷簧外头(29)绕轴(25)旋转，同时，单向轴承外圈(19)的对轮内牙(15)与逆时针惯性 旋转中的对轮外牙(14)啮合，使单向轴承外圈(19)跟随旋转，带动卷簧内头(27)逆时针 旋转，从而卷簧(6)开始蓄能。车辆和车轮的惯性能量迅速转换为卷簧(6)的弹性势能，使 车轮迅速减速直到停止转动，卷簧(6)蓄能结束，等待能量的释放。能量的释放也可以在车 辆的行驶中进行，即制动减速蓄能到所需的速度时，也可释放能量。释放能量时，放松拨叉 (23)，使其复原位被挤压的压缩弹簧(12)推动挡环(16)、挡环(16)推动单向轴承向左移 动，对轮内牙(15)脱开对轮外牙(14)，同时，卷簧外环(21)的花键槽(20)脱开花键(17)， 由于单向轴承外圈(19)不能顺时针旋转，卷簧(6)只能驱动卷簧外环(21)上的千斤(31) 带动卷簧外环(21)逆时针旋转，此时，受卷簧外头(29)拉力作用，千斤(31)外端顶在棘齿 (32)内。从而推动轮毂顶(33)，带动车轮逆时针旋转。启动车辆前行。在图8所示的车轮制动减速蓄能实施例中，对轮外牙(14)与对轮内牙(15)啮合。图9所示车轮制动紧急停车实施例，当遇到紧急情况需要立刻停车时，需要车轮 立即停止转动迅速启动制动，既驱动拨叉(23)全程右移，其动作同上述减速过程，即卷簧 外环(21)的花键槽(20)插入花键(17)内，制止卷簧外环(21)绕轴(25)旋转。与减速过 程不同的是卷簧外环(21)的右端面上的定刹车片(4)贴压刹车盘(13)上的动刹车片(5)， 制止车轮旋转，即可实现紧急刹车。
权利要求一种减速与刹车一站式制动节能车轮，由轮体机构、能量转换机构和控制机构组成，轮体机构包括车轮、轮架、轴承、轴、飞轮；能量转换机构包括卷簧、卷簧外头、卷簧内头、单向轴承内圈、单向轴承外圈、花键、花键槽、卷簧外环、千斤、千斤轴、棘齿、对轮外牙、对轮内牙；控制机构包括拨叉、推盘、滑套、挡环、压缩弹簧、刹车盘、定刹车片、动刹车片，其特征是车轮是一个中心对称结构，轮辐是3个，也可以是3个以上，均匀分布，结构和形状相同；轮圈上套有轮胎，轮胎设有气门嘴；轮圈、轮辐、轮毂、轮毂顶和轮毂壁是一体，轮毂顶和轮毂壁形成左侧开口的空腔，开口处由端盖封闭，端盖由螺钉连接在轮毂顶上，端盖内安装有左轴承，左轴承套在滑套上，其间也可以安装有直线轴承，轮毂壁处的轮毂内安装有右轴承，滑套和右轴承内安装有轴，轴固定在轮架上；能量转换机构设在轮毂顶的空腔内，轴中部设有花键，花键上套有单向轴承，单向轴承内圈设有花键槽，单向轴承外圈上缠绕有卷簧，卷簧内头固定安装在单向轴承外圈上，卷簧外头连接千斤内端，千斤安装在千斤轴上，千斤轴安装在卷簧外环上，卷簧外环套在卷簧上；控制机构中，滑套空套在轴上，与轴是间隙配合，滑套右端与卷簧外环的圆盘接触，滑套左端由螺纹固定连接有推盘，推盘中间的槽内设有拨叉，单向轴承内圈右侧端面与挡环接触，挡环套装在轴上，与轴是间隙配合，其右端面与压缩弹簧接触，压缩弹簧套在轴上，压缩弹簧右端面与右轴承内圈接触，也可在期间装有垫圈；卷簧外环的右端面上固定连接有定刹车片，刹车盘由螺钉固定安装在轮毂壁上，刹车盘左端面固定连接有动刹车片。
2.根据权利要求1所述的减速与刹车一站式制动节能车轮，其特征是卷簧外环左端 设为圆盘形状，其内孔与轴是间隙配合，内孔右侧设有花键槽，花键槽可与轴上的花键连 接。
3.根据权利要求1所述的减速与刹车一站式制动节能车轮，其特征是轮毂顶内圆柱 表面设有均勻分布棘齿。
4.根据权利要求1所述的减速与刹车一站式制动节能车轮，其特征是单向轴承外圈 右侧设有对轮内牙，刹车盘下端左侧设有对轮外牙。
专利摘要一种减速与刹车一站式制动节能车轮，由轮体机构、能量转换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，并能控制刹车和减速，不影响刹车的效果，把减速储存的惯性能量运用到车轮启动中。能量转换机构中，采用车轴的花键上套有单向轴承，单向轴承外圈上缠绕有卷簧，卷簧内头固定安装在单向轴承外圈上，卷簧外头连接在卷簧外环的千斤内端上，利用卷簧得卷伸实现蓄能和放能，控制机构中，通过拨动滑套和压缩弹簧的作用推动卷簧外环和单向轴承左右移动，来控制卷簧外环花键槽与花键轴的离合，以及单向轴承外圈的对轮内牙与刹车盘下端的对轮外牙的离合，控制制动惯性能量的存储和释放。
文档编号B60B19/00GK201633459SQ20102013743
公开日2010年11月17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, 王喜亭, 王雷, 马文璇 申请人:沈阳工业大学