专利名称：用于三轮车辆及其他车辆的杠杆式制动蹄的制作方法
技术领域：
本发明涉及三轮车辆及其他车辆，特别涉及三轮车辆的车轮制动器中的制动蹄。
技术背景
长期以来，我国每年因交通事故所造成的死伤人数在31万左右排徊，且呈上升趋 势，涉及三轮车辆的交通事故又占了一定的比例，有的涉及三轮车辆的特大交通事故一次 就死亡十几人之多，这除了驾驶员素质不高，三轮车辆违章超员以外，三轮车辆的刹车不灵 也是重要原因。因此，在人民大众中间广泛地流传着一句话“三轮车辆的刹车不行”。
为此，让我们大家一块来做一个行车制动实验。实验用品为拉杆式三轮摩托车 (完全以驾驶员的肌肉力量作为惟一的制动能源，通过杠杆省力的原理增大制动力的制动 装置，我们把它叫做拉杆式制动装置。所以，拉杆式制动装置通常也叫做人力制动装置。采 取拉杆式行车制动装置的三轮摩托车，我们把它叫做拉杆式三轮摩托车；采取拉杆式行车 制动装置的三轮车辆，我们把它叫做拉杆式三轮车辆。目前，绝大多数的三轮车辆均采用拉 杆式制动装置。例如绝大多数的三轮摩托车、几乎全部的电动三轮车以及相当数量的柴油 三轮车辆)；实验目的检验拉杆式三轮摩托车的行车制动效果。当该三轮摩托车空车行驶 速度大约为每小时30公里时，用力地猛烈地踩下制动踏板，该三轮摩托车在大约为6 8 米的前方停下，车轮与地面之间的刹车痕迹明显；该三轮摩托车的标牌上标明的核定载重 量为200公斤，当承坐两名体重各约为75公斤的承客后，即载重150公斤后，当车速大约为 每小时30公里时，用力猛烈地踩下制动踏板，该三轮摩托车在前方大约20米的位置停下， 下车观察车轮与地面之间摩擦所产生的刹车痕迹时，却丝毫找不到刹车痕迹，即车轮没有 被抱死。换用其它各种品牌的拉杆式三轮摩托车反复地、多次地重复地做上述行车制动实 验，结果均大致相同。
实验结果(1)拉杆式三轮摩托车空车行车制动时，制动效果基本良好，能把车轮 抱死，有刹车痕迹；( 拉杆式三轮摩托车载重后行车制动时，制动效果明显变差，车轮程 度不同的抱不死，没有刹车痕迹；C3)载重后行车制动效果差是拉杆式三轮摩托车的普遍 现象。
(上述实验表明三轮摩托车在出厂之前没有做过载重后行车制动实验，仅仅是 在空车行车制动实验时，有刹车痕迹，就误认为制动合格，所属技术人员没有预料到载重后 制动效果会变差，没有预料到载重后会出现抱不死车轮的现象)。
自从上世纪九十年代初，大量的三轮摩托车由两轮摩托车演变而来，至今己有近 二十年的历史了，三轮摩托车的发展呈车体越来越大，车体质量越来越大，生产规模越来越 大的态势，然而，制动装置至今仍几乎完全照搬当年两轮摩托车的拉杆式制动装置，制动力 仍然停留和落后在当年两轮摩托车的水平上。车体质量与制动力严重不相适应，日益增大 的车体质量与制动力不足的矛盾越来越突出地显现出来。
(已发现的拉杆式三轮摩托车的最大自重达到了360公斤。例如江苏宗申摩托 车制造有限公司2009年9月生产的型号为JS150ZH-2D的三轮摩托车自重为360公斤；载重量为300公斤)。
怎样才能提高三轮车辆的行车制动效果呢？凡是涉及车辆的制动问题，都离不开 杠杆问题，尤其是绝大多数的三轮车辆，更是离不开杠杆问题。
在力的作用下能绕着固定点转动的硬棒叫做杠杆，例如撬棒、抽水机手抦等。杠 杆可以是直的，也可以是弯的，“硬棒”不一定是棒，泛指有一定长度但在外力的作用下不变 形的物体。
杠杆有“五要素”
(1)支点杠杆绕着转动的固定点，叫做支点。在杠杆转动时，支点是相对固定的。
(2)动力使杠杆转动的力，叫做动力。
(3)阻力阻碍杠杆转动的力，叫做阻力。
(4)动力臂从支点到动力作用线的垂直距离，叫做动力臂。
(5)阻力臂从支点到阻力作用线的垂直距离，叫做阻力臂。
理论教导和实验都能证明f = μ N
f表示滑动摩擦力，μ表示滑动摩擦系数，N表示两物体之间的垂直正压力；上式 中的μ与两物体接触面的粗糙程度有关，与相互接触的两物体的材料有关，上式说明两 物体之间的垂直正压力越大，滑动摩擦力越大，两物体接触面越粗糙，滑动摩擦力越大，而 与物体的运动速度和接触面积的大小无关(滑动摩擦力的大小与相互接触的两个物体的 接触面的面积的大小无关的论断，在中学物理教材中均可以查到，实验也能证实)
造成上述拉杆式三轮摩托车载重后行车制动时，车轮抱不死，归根结蒂是制动力 不足，也就是说，车轮制动器中的制动蹄与制动鼓之间的垂直正压力不足。从而使制动蹄与 制动鼓之间的摩擦阻力较小。
目前，查看了 一些主要的国内拉杆式三轮车辆所使用的制动蹄市场以及其他车辆 所使用的制动蹄市场，发现各种车辆的车轮制动器中的制动蹄的结构均是相同的，各种制 动蹄均是由金属蹄片和摩擦片组成，金属蹄片与摩擦片之间固定连接，从制动蹄呈弓形的 角度看上去，摩擦片的圆弧中点与金属蹄片的圆弧中点相重合。图1是现有技术中的制动 蹄，从图中可看出，A点与B点相重合(Α点表示摩擦片的圆弧中点，B点表示金属蹄片的圆 弧中点。没有发现摩擦片的圆弧中点偏离金属蹄片的圆弧中点的结构的制动蹄。这种对称 结构的制动蹄没有识别出制动蹄实际上也是一个杠杆，特别是对于缺乏制动力的拉杆式三 轮车辆，应充分挖掘和利用制动蹄这一杠杆作用，增大制动力。
另外，现有技术中的制动蹄的摩擦片的圆弧长度较长，即摩擦片与制动鼓相互接 触的面积较大，这种大面积的摩擦片，即不利于杠杆作用的发挥，也不利于摩擦片材料的节 约。
采取油刹及其它方式制动的三轮车辆以及其他车辆，本来不缺乏制动力，但是，有 时刹车油会出现气泡，从而使制动力疲软，这时必须排气，所以，采取油刹的三轮车辆以及 其他车辆仍存在着周期性的制动力的不足，特别是一些中、低档车辆。但是，没有发现其他 车辆利用制动蹄这一杠杆作用来增大或弥补制动力的。发明内容
本发明要解决的第一个技术问题是提供一种能增大制动力的杠杆式制动蹄。
本发明要解决的另一个技术问题是提供一种安装有上述杠杆式制动蹄的三轮车辆。
为解决上述第一个技术问题，本发明的第一个技术方案为一种用于车辆的杠杆 式制动蹄，它包括金属蹄片及摩擦片，全属蹄片与摩擦片之间为固定连接，所述摩擦片的圆 弧中点偏离金离蹄片的圆弧中点，且向该制动蹄支点方向偏移，该两个中点之间所夹的圆 弧对应的圆心角> 5°
上述方案所述的两个中点之间所夹的圆弧对应的圆心角可以为> 30°。
为解决上述另一个技术问题，本发明的第二个技术方案为一种三轮车辆，包含车 轮制动器中的制动蹄，该制动蹄包括金属蹄片及摩擦片，金属蹄片与摩擦片之间为固定连 接，所述的摩擦片的圆弧中点偏离金属蹄片的圆弧中点，且向该制动蹄支点方向偏移，该两 个中点之间所夹的圆弧对应的圆心角> 5°
摩擦片向制动蹄的支点方向偏移后，缩短了摩擦片与支点之间的直线距离，即缩 短了制动蹄杠杆的阻力臂，根据杠杆原理，阻力臂与阻力成反比的规律，增大了阻力，即增 大了制动力。
据大致的测算，摩擦片每向支点方向偏移1°，约可增加1.48%的制动力，偏移 30°时，约可增加44%的制动力；如果用一般的驾驶员作用在制动踏板上的作用力和一般 性能的拉杆式制动装置做大致的测算，摩擦片每向支点方向偏移1°，制动力可增加38. 7 公斤，如果偏移30°，则大约可增加1162公斤的制动力。
只有减少了摩擦片的面积，摩擦片才能大量地向支点方向偏移，这样，即增加了制 动力，又节约了摩擦片所用材料，的确是一件一举两得的事情。
拉杆式三轮车辆安装杠杆式制动蹄后，载重后行车制动时，能将车轮抱死，有刹车 痕迹，明显地提高了行车制动效果，
拉杆式三轮车辆安装杠杆式制动蹄后，保留了拉杆式制动装置的结构简单，制造 成本低，故障少，经久耐用的优点，克服了拉杆式制动装置的制动力不足的缺点。
其他车辆安装杠杆式制动蹄后，对制动效果也有好处。
下面结合附图(各附图均为示意图)对本发明作进一步地详细说明。
图1是现有技术中的制动蹄的示意图。
图2是本发明的用于三轮车辆及其他车辆的杠杆式制动蹄的示意图。
具体实施方式
图2可参考作为本发明的用于三轮车辆及其他车辆的杠杆式制动蹄的第一个实 施方式。参考图2，该杠杆式制动蹄包括金属蹄片41和摩擦片42，金属蹄片41和摩擦片42 之间为固定连接。该固定连接可以是铆接，也可以是沾接，还可以是螺接等。
在摩擦片42与金属蹄片41固定连接时，使摩擦片42的圆弧中点(即A点)偏离 金属蹄片41的圆弧中点(即B点)，且向该制动蹄的支点40(或叫做支承销)方向偏移，使 该两个中点所夹的圆弧对应的圆心角β等于5° (图中未示出5° )
摩擦片42的圆弧中点(即A点)很容易确定。这里需要对金属蹄片41的圆弧中点(即B点)的作特别的规定
首先需要找到两个点，一个点是支承销40(支点)的中心点，即轴的中心点；另一 个点是凸轮轴(图中未示)作用在该制动蹄上的作用力点，即图中的M点。
过该两个点(支承销40的中心点和M点)作一条直线L(图中显示为虚线)。
该直线L的延长线与金属蹄片41的圆弧延长线有两个交点一个交点是H点，另 一个交点是K点(有时，金属蹄片不规则，所以，直线L必须与圆弧的延长线相交)。
我们把从H点到K点之间的距离，叫做金属蹄片的弦。
金属蹄片的弦的垂直平分线与该金属蹄片的圆弧有一个交点，即B点，我们就把 该B点叫做金属蹄片的圆弧中点。
图2也可以参考作为本发明的用于三轮车辆及其他车辆的杠杆式制动蹄的第二 个实施方式。参考图2，该实施方式与上述实施方式大致相同，仅仅是所述的两个点之间所 夹的圆弧对应的圆心角β不同，该实施方式的圆心角β为30°。
从图2中可看出，支承销40到M点的之间距离可看作是动力臂，摩擦片42的中心 点到支承销40之间距离可看作是阻力臂，摩擦片向支承销方向偏移后，阻力臂缩短了，根 据杠杆定律，阻力臂与阻力成反比，所以，阻力将增大，也就是说，制动力将增大。
图中未示本发明的第三个实施方式，本发明的第三个实施方式是将上述的杠杆式 制动蹄安装在三轮车辆的车轮制动器中，杠杆式制动蹄的特征已在上述第一个实施方式中 描述，所属技术人员可以很容易地将杠杆式制动蹄安装在三轮车辆的车轮制动器中。
三轮车辆，特别是拉杆式三轮车辆安装上杠杆式制动器后，制动效果会有明显地 提高，三轮车辆的生产者不一定直接实施杠杆式制动蹄，但是，只要是在三轮车辆上使用、 安装杠杆式制动蹄就应落入本发明的范围之内。
权利要求
1.一种用于车辆的杠杆式制动蹄，包括金属蹄片及摩擦片，金属蹄片与摩擦片之间为 固定连接，其特征是所述摩擦片的圆弧中点偏离金属蹄片的圆弧中点，且向该制动蹄支点 方向偏移，该两个中点之间所夹的圆弧对应的圆心角> 5°。
2.根据权利要求1所述的用于车辆的杠杆式制动蹄，其特征是所述的两个中点之间 所夹的圆弧对应的圆心角为> 30°。
3.—种三轮车辆，包含车轮制动器中的制动蹄，该制动蹄包括金属蹄片及摩擦片，金属 蹄片与摩擦片之间为固定连接，其特征是所述摩擦片的圆弧中点偏离金属蹄片的圆弧中 点，且向该制动蹄支点方向偏移，该两个中点之间所夹的圆弧对应的圆心角> 5°。
全文摘要
本实用新型涉及用于三轮车辆及其他车辆的杠杆式制动蹄。该制动蹄能增大制动力。它包括金属蹄片及摩擦片，金属蹄片与摩擦片固定连接；其特征是该摩擦片所固定的位置靠近该制动蹄支承销那一边，这样，相当于缩短了阻力臂，从而增大了制动力。该杠杆式制动蹄特别适合安装在拉杆式三轮车辆(人力制动装置)上，从而提高了拉杆式三轮车辆的行车制动效果。
文档编号F16D65/08GK102032295SQ20101050297
公开日2011年4月27日 申请日期2010年9月30日 优先权日2009年9月30日
发明者苏社芳 申请人:苏社芳