专利名称：行星齿轮制动节能轮装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种制动节能轮装置，尤其是一种集蓄能、节能、提高刹车效果的 行星齿轮制动节能轮装置。
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。
发明内容本实用新型的目的在于提供一种行星齿轮制动节能轮装置，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。本实用新型的 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、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；蓄能机构包括轮 齿、齿轮、齿轮轴、齿轮轴承、钢丝绳、弹簧、固定杆；控制机构包括棘爪、棘爪轴、扭簧、定 位杆、拉线、滑轮、滑轮轴、支架、螺栓组件、拉线头、拉线轮、槽孔、拨叉。车轮是一个中心对 称结构，由轮毂、轮辐、轮圈、轮胎和气门嘴组成，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，由轮辐上的齿轮夹住轮圈上的轮齿，轮圈上套有轮胎，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，轮圈内缘设有轮齿，轮辐外端设有芮轮，齿轮由齿轮轴承安装在齿轮轴 上，齿轮轴固定安装在轮辐上，轮圈上的轮齿与轮辐上的齿轮构成内啮合，齿轮上固定连接 钢丝绳的一端，钢丝绳的另一端连接弹簧，弹簧的另一端固定连接在固定杆上，固定杆固定 安装在轮辐上。控制机构中，棘爪空套在棘爪轴上，棘爪轴固定连接在轮辐上，棘爪轴上安 装有扭簧，扭簧的一端压在棘爪上，使棘爪在常态下顶住齿轮的轮齿，使齿轮不能顺时针旋 转，扭簧的另一端插入在轮辐的槽上，棘爪端头连接拉线的一端，拉线绕过滑轮转向，再通 过轮辐上的孔与拉线轮连接，滑轮空套在滑轮轴上，滑轮轴固定安装在支架上，支架由螺栓 组件固定连接在轮辐上，拉线的另一端设有拉线头，拉线头安装在拉线轮的槽孔内，拨叉设 在拉线轮中间的槽内，定位杆固定连接在轮辐上，其作用是限制棘爪的转动位置。本实用新型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。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。图3是图2的B-B剖视图，为仰视图投影，采用局部半剖画法。图4是图2的A-A剖视图，为俯视图投影，采用局部半剖画法。图5是刹车实施例图，是
图1的局部放大图，采用局部剖画法。图6是刹车实施例图，是图5的B-B剖视图，为仰视图投影，采用局部半剖画法。图7是刹车实施例图，是图5的A-A剖视图，为俯视图投影，采用局部半剖画法。图中1.轮架，2.轮胎，3.轮圈，4.轮齿，5.轴，6.固定杆，7.齿轮，8.齿轮轴，9.轮 闸，10.定位杆，11.棘爪轴，12.轮辐，13.拉线轮，14.拨叉，15.支架，16.滑轮，17.滑轮 轴，18.拉线，19.棘爪，20.扭簧，21.弹簧，22.单向轴承，23.拉线头，24.槽孔，25.轴承， 26.飞轮，27.齿轮轴承，28.钢丝绳，29.轮毂，30.螺栓组件，31.气门嘴。
具体实施方式
在
图1中表示本实用新型的整体外形结构，车轮是一个中心对称结构，由轮毂 (29)、轮辐(12)、轮圈(3)、轮胎(2)、气门嘴(30)组成，轮辐(12)是3个，也可以是3个以 上，均勻分布，结构相同。在图2、图3和图4中表示本实用新型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，图2、图3表示蓄能机构，轮辐(12)与轮圈(3)分离，由轮辐(12)上 的齿轮(7)夹住轮圈(3)上的轮齿(4)，轮圈(3)上套有轮胎(2)，轮胎⑵有气门嘴(30)； 轮毂(29)和轮辐(12)是一体，轮毂(29)内安装有轴承(25)和单向轴承(22)，轴承(25) 和单向轴承(22)内安装有轴(5)，轴(5)固定在轮架⑴上；轮圈(3)内缘设有轮齿(4)， 轮辐(12)外端设有齿轮(7)，齿轮(7)由齿轮轴承(27)安装在齿轮轴(8)上，齿轮轴(8) 固定安装在轮辐(12)上，轮圈(3)上的轮齿⑷与轮辐(12)上的齿轮(7)构成内啮合， 齿轮(7)上固定连接钢丝绳(28)的一端，钢丝绳(28)的另一端连接弹簧(21)，弹簧(21) 的另一端固定连接在固定杆(6)上，固定杆(6)固定安装在轮辐(12)上。图2、图4表示 控制机构，棘爪(19)空套在棘爪轴(11)上，棘爪轴(11)固定连接在轮辐(12)上，棘爪轴 (11)上安装有扭簧(20)，扭簧(20)的一端压在棘爪(19)上，使棘爪(19)顶住齿轮(7)的 轮齿，使齿轮(7)不能顺时针旋转，扭簧(20)的另一端插入在轮辐(12)的槽上，棘爪(19) 端头连接拉线(18)的一端，拉线(18)绕过滑轮(16)转向，再通过轮辐(12)上的孔与拉线 轮(13)连接，滑轮(16)空套在滑轮轴(17)上，滑轮轴(17)固定安装在支架(15)上，支架 (15)由螺栓组件(30)固定连接在轮辐(12)上，支架(15)可绕螺栓组件(30)旋转，以顺 和拉线(18)的摆角变化，拉线(18)的另一端设有拉线头(23)，拉线头(23)安装在拉线轮 (13)的槽孔(24)内，拨叉(14)设在拉线轮(13)中间的槽内。车轮正常应用时，给车轮施 加扭矩，本实用新型是逆时针驱动飞轮(26)，带动轮辐(12)逆时针旋转，此时，轮辐(12)上 的齿轮(7)在棘爪(19)的作用下不能自转，而是拨动轮圈(3)上的轮齿(4)使轮胎(2)逆 时针旋转，驱动车辆前行。在图5、图6和图7中表示本实用新型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)和拨叉(14)同时动作轮闸(9)靠压轮圈(3)， 阻止轮圈(3)和轮胎(2)旋转，使轮圈(3)和轮胎(2)减速，直到停止转动，车辆停住；同时 拨叉(14)拨动拉线轮(13)侧向外移，拉线轮(13)拉动拉线(18)，又带动棘爪(19)脱离齿 轮(7)的轮齿，由固定连接在轮辐(12)上的定位杆(10)限定棘爪(19)的转动位置；此时， 在惯性的作用下，轮辐(12)及轮毂(29)仍要逆时针旋转，由于齿轮(7)与轮圈(3)上轮齿 ⑷啮合，而轮圈(3)上轮齿⑷不动，这样就驱使齿轮(7)沿轮圈(3)上轮齿(4)顺时针 转动，在齿轮(7)转动过程中，钢丝绳(28)逐渐增加缠绕在齿轮(7)上的圈数，弹簧(21) 被逐渐拉长，从而，积蓄弹簧(21)的弹性势能，当车轮转动惯量的扭矩与弹簧(21)拉长所 产生的相反方向的扭矩相等时，车轮停止转动，蓄能结束；此时，弹簧(21)拉长所产生的相 反方向的扭矩驱使齿轮(7)逆时针旋转，而车轮受单向轴承(22)的限制不能顺时针旋转， 其结果只能驱动轮圈(3)上的轮齿(4)使轮胎(2)逆时针旋转，但轮闸(9)还在靠压轮圈 (3)，阻止轮胎(2)旋转。如果松开刹车，轮闸(9)和拨叉(14)同时复原位轮闸(9)离开 轮圈(3)，允许轮胎(2)旋转，同时棘爪(19)在扭簧(20)作用下，顶住齿轮(7)的轮齿，使 齿轮(7)不能顺时针旋转，但允许齿轮(7)逆时针旋转，从而驱动轮胎(2)逆时针旋转，完 成能量的有效释放，驱动车辆前行。
权利要求一种行星齿轮制动节能轮装置，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，蓄能机构包括轮齿、齿轮、齿轮轴、齿轮轴承、钢丝绳、弹簧、固定杆，控制机构包括棘爪、棘爪轴、扭簧、定位杆、拉线、滑轮、滑轮轴、支架、螺栓组件、拉线头、拉线轮、槽孔、拨叉，车轮是一个中心对称结构，由轮毂、轮辐、轮圈、轮胎和气门嘴组成，轮辐是3个，也可以是3个以上，均匀分布，结构相同，轮毂和轮辐是一体，轮圈上套有轮胎，轮胎设有气门嘴，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，其特征是车轮的轮辐与轮圈分离，由轮辐上的齿轮夹住轮圈上的轮齿；蓄能机构中，轮圈内缘设有轮齿，轮辐外端设有齿轮，齿轮由齿轮轴承安装在齿轮轴上，齿轮轴固定安装在轮辐上，齿轮上固定连接钢丝绳的一端，钢丝绳的另一端连接弹簧，弹簧的另一端固定连接在固定杆上，固定杆固定安装在轮辐上；控制机构中，棘爪空套在棘爪轴上，棘爪轴固定连接在轮辐上，棘爪轴上安装有扭簧，扭簧的一端压在棘爪上，扭簧的另一端插入在轮辐的槽上，棘爪端头连接拉线的一端，拉线绕过滑轮转向，再通过轮辐上的孔与拉线轮连接，拉线的另一端设有拉线头，拉线头安装在拉线轮的槽孔内，拨叉设在拉线轮中间的槽内，定位杆固定连接在轮辐上。
2.根据权利要求1所述的行星齿轮制动节能轮装置，其特征是轮圈上的轮齿与轮辐 上的齿轮构成内啮合。
3.根据权利要求1所述的行星齿轮制动节能轮装置，其特征是棘爪在常态下顶住齿 轮的轮齿，限制齿轮不能顺时针旋转。
4.根据权利要求1所述的行星齿轮制动节能轮装置，其特征是滑轮空套在滑轮轴上， 滑轮轴固定安装在支架上，支架由螺栓组件固定连接在轮辐上。
专利摘要一种行星齿轮制动节能轮装置，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，轮圈内缘设有轮齿，轮辐外端设有齿轮，轮圈上的轮齿与轮辐上的齿轮构成内啮合，齿轮上固定连接弹簧一端，弹簧的另一端固定连接在轮辐上，由弹簧的伸缩蓄能和释能。控制机构中，通过驱动轮闸和拨叉同时动作，轮闸阻止和放松轮圈旋转以及拉线带动棘爪与齿轮的离合，控制齿轮是否沿轮圈完成行星轮转动，实现控制制动惯性能量的存储和释放。
文档编号B60T1/10GK201633705SQ20102013743
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
发明者余何星, 孙学雁, 张旭, 徐迪, 李星翔, 王洋 申请人:沈阳工业大学