一种基于滚珠配合的制动发电机构的制作方法
【专利说明】
所属技术领域
[0001]本发明属于汽车制动能回收领域，尤其涉及一种基于滚珠配合的制动发电机构。
【背景技术】
[0002]目前进入21世纪以来，能源和环境对人类生活、社会发展的影响越来越大。交通运输工具的节能减排技术日益突出，车辆的能量回收技术受到充分重视，制动能量回收系统被广泛应用于电动汽车和混合动力汽车中。
[0003]目前具有制动能量回收系统的车辆其对制动能量回收的基本原理是:制动过程中采用电机发电，同时把电能存在动力电池中从而实现对制动能量的回收利用。现阶段制动能量回收系统的有效性存在不足，特别是在制动需求较大时，电机产生的制动力矩无法满足整车制动力需求，此时需要机械制动介入并提供额外的制动力矩，从而导致机械制动所产生的热能的消耗浪费。并且，受动力电池电池充放电次数的限制，频繁的制动充、放电对动力电池的使用寿命也存在一定的影响，会相应减少动力电池的使用命。另外，由于现有的制动能量回收系统均需要利用动力电池，因动力电池大都应用在混合动力系统以及纯电动车辆中，而传统的车辆无法利用现有的制动能量回收系统回收制动能量。
[0004]本发明设计一种基于滚珠配合的制动发电机构解决如上问题。
【发明内容】
[0005]为解决现有技术中的上述缺陷，本发明公开一种基于滚珠配合的制动发电机构，它是采用以下技术方案来实现的。
[0006]—种基于滚珠配合的制动发电机构，其特征在于:它包括刹车盘、刹车盘凸起、制动机构支撑、第一支板、制动能机械转化机构、第一刹车片支架、第二刹车片支架、第一刹车液压柱、第二刹车液压柱、万向节、丝杆、丝杆支撑、齿轮、滚珠转动副、变速箱、发电机固定结构、发电机、变速箱传动齿轮、变速箱传动轴、轴承，其中刹车盘凸起沿圆周方向均匀安装在刹车盘一侧，制动机构支撑安装在车桥上，制动机构支撑为扇形，且具有u型槽，保证刹车盘边缘一部分位于制动机构支撑u型槽中；第一刹车片支架通过两个并列的第一刹车液压柱安装在制动机构支撑一侧的内面上，两个第二刹车片支架由上到下依次安装，且分别通过两个第二刹车液压柱安装在制动结构支撑另一侧内面上；第一支板一端安装在其中偏下一个第二刹车片支架上，制动能机械转化机构安装在两个第二刹车片支架上；
[0007]上述制动能机械转化机构包括刹车盘凸起顶块、导轨套第一支架、导轨套第二支架、导轨套、顶块圆柱导轨、顶块复位弹簧、导轨限位环，其中两个导轨套第一支架分别安装在两个第二刹车片支架上，两个导轨套第二支架分别安装在两个导轨套第一支架一端，导轨套两侧面安装在导轨套第二支架一端；刹车盘凸起顶块安装在顶块圆柱导轨上，顶块圆柱导轨安装在导轨套中；顶块复位弹簧一端安装在刹车盘凸起顶块一侧，另一端安装导轨套一侧，且套于顶块导轨外侧；导轨限位环安装在圆柱导轨一端，因为导轨复位弹簧作用导轨可能会脱离导轨套，这里增加导轨限位环能限制导轨的移动，防止脱离导轨套；整个制动能机械转化机构能够随着刹车片移动而移动，也就是制动能转化机构能够在刹车过程中，随着刹车片支架靠近或者远离刹车盘。发明中通过在刹车盘上增加凸起，在刹车盘旋转过程中，凸起与顶块配合，使得顶块具有了往复运动，顶块往复运动的机械能能被许多的方式利用。需要注意是在没有刹车时，刹车片远离刹车盘，顶块的顶部在刹车片平面内，顶块不与刹车盘上的凸起接触，当刹车时，随着刹车片与刹车盘距离的靠近，因为刹车盘凸起高于刹车盘，所以顶块先与刹车盘凸起接触配合，在接触时，为了防止凸起与刹车片支架干涉，在具有顶块一侧的刹车片为两片，顶块位于两刹车片之间，凸起与顶块配合时不会与刹车片发生干涉；因为凸起使顶块往复运动，顶块对凸起起到了阻碍作用，车轮收到了制动，但制动效果较小，属于轻制动，当刹车片继续靠近刹车盘时，出现刹车片与刹车盘接触摩擦，像常规汽车制动一样，产生较大的制动力，但是此时顶块与凸起始终往复配合，并且此时顶块的往复运动位移最大。
[0008]上述丝杆一端通过万向节与顶块圆柱导轨连接，且穿过两个丝杆支撑，两个丝杆支撑安装在第一支板上，滚珠转动副安装在丝杆上，且处于两个丝杆支撑之间，与两个丝杆支撑通过推力轴承相互接触；齿轮安装在滚珠转动副上，与变速箱传动齿轮啮合；变速箱安装在第一支板上，发电机通过发电机固定结构安装在第一支板上，变速箱传动齿轮安装在变速箱传动轴上，变速箱转轴与发电机转轴连接。丝杆随着圆柱导轨往复运动，滚珠转动副和丝杆没有自锁，可以在丝杆支撑轴向限制下随着丝杆移动而转动，滚珠转动副与丝杆支撑通过推力轴承接触，保证了滚珠转动副转动时不受丝杆支撑的摩擦影响；丝杆往复移动，导致滚珠转动副往复转动，发电机发出的电的正负极是变化的，为了得到直流电，需要增加一个将交流变为直流的整流电路。
[0009]作为本技术的进一步改进，上述刹车片支架上安装有刹车片。
[0010]作为本技术的进一步改进，上述车桥为非转向桥。本发明中的发电机构占有一定的空间，适合与非转向的车桥。
[0011]作为本技术的进一步改进，限位环外径大于导轨套内径。
[0012]作为本技术的进一步改进，上述制动机构支撑内部包括液压管道、一个第一刹车液压柱、四个第二刹车液压柱，液压油经过液压管道与液压柱连接；上述刹车液压柱包括液压柱卡端、液压柱复位弹簧，液压柱卡端一侧安装有液压柱复位弹簧，另一侧与液压油接触。
[0013]相对于传统的汽车制动能回收技术，本发明的刹车片支架通过液压柱安装在制动机构支撑上。当车轮旋转带动刹车盘旋转时，制动过程初期，刹车片逐渐靠近刹车盘，顶块先与凸起接触配合，对车轮进行轻度刹车，顶块沿着圆柱导轨方向往复直线运动，通过配合驱动滚珠转动副做往复转动，从而带动发电机发电；刹车后期，刹车片开始接触刹车盘并产生较大的摩擦力，对车轮进行强刹，强刹过程中顶块同样在往复运动发电。本发明通过顶块与凸起的配合，将制动能量转化为往复运动，从而带动滚珠转动副并驱动发电机发电，能有效的利用制动能量，增加了汽车的节能效果。
【附图说明】
[0014]图1是整体结构示意图。
[0015]图2是整体结构侧视图。
[0016]图3是第一刹车液压柱安装示意图。
[0017]图4是第一刹车片支架安装示意图。
[0018]图5是第二刹车片支架安装示意图。
[0019]图6是第二刹车液压柱安装不意图。
[0020]图7是制动机构支撑内部结构示意图。
[0021 ] 图8是导轨套安装示意图。
[0022]图9是制动能机械转化机构示意图。
[0023]图10是导轨套安装侧视图。
[0024]图11是顶块安装示意图。
[0025]图12是顶块往复运动结构示意图。
[0026]图13是导轨限位环示意图。
[0027]图14是第一支板侧视图。
[0028]图15是第一支板俯视图。
[0029]图16是丝杆安装示意图。
[0030]图17是滚珠配合发电机构侧视图。
[0031]图18是滚珠配合发电机构示意图。
[0032]图19是顶块与凸起配合示意图。
[0033]图中标号名称:1、刹车盘，2、刹车盘凸起，3、制动机构支撑，4、第一支板，5、制动能机械转化机构，6、第一刹车片支架，7、第二刹车片支架，8、第一刹车液压柱，9、刹车盘凸起顶块，10、第二刹车液压柱，11、导轨套第一支架，12、液压柱复位弹簧，13、液压柱卡端，14、液压管道，16、导轨套第二支架，17、导轨套，18、顶块圆柱导轨，19、顶块复位弹簧，20、导轨限位环，21、万向节，22、丝杆，23、丝杆支撑，24、齿轮，25、滚珠转动副，26、变速箱，27、发电机固定结构，28、发电机，29、变速箱传动齿轮，30、变速箱传动轴，31、轴承。
【具体实施方式】
[0034]如图1、2、9、17、18所示，它包括刹车盘、刹车盘凸起、制动机构支撑、第一支板、制动能机械转化机构、第一刹车片支架、第二刹车片支架、第一刹车液压柱、第二刹车液压柱、万向节、丝杆、丝杆支撑、齿轮、滚珠转动副、变速箱、发电机固定结构、发电机、变速箱传动齿轮、变速箱传动轴、轴承，其中如图1所示，刹车盘凸起沿