CN101797916A - 双圈卷簧滚轮式制动节能轮装置 - Google Patents

Abstract

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。

Description

双圈卷簧滚轮式制动节能轮装置

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；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，中间设有均匀分布的钢球，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。

附图说明

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，均匀分布，结构相同；轮辐(12)与轮圈(3)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，中间设有均匀分布的钢球(6)，轮圈(3)、外圈(4)和钢球(6)构成双列径向轴承，外圈(4)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(8)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(4)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(4)仍要逆时针旋转，外圈(4)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。

Claims (4)

1.一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，中间设有均匀分布的钢球，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。

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