CN112208495B - 一种汽车高速行驶零位移安全紧急制动惯性卸载器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及汽车制动领域，具体涉及一种汽车高速行驶零位移安全紧急制动惯性卸载器。包括:机架、传动组件、制动组件、卸载组件。机架左右面板的前后两端固装有公燕尾，与固装在联动杆上的母燕尾来动配导向，机架的后端中间位置和左右面板的内表面前后固装有传动组件；机架两端固装有制动组件，制动组件之间的机架左右面板的内表面上固装有卸载组件。传动组件与制动组件齿条、齿轮啮合连接，卸载组件通过液压缸、动滑轮、定滑轮、钢丝绳、压簧组合结构来进行卸裁。传动组件驱动制动组件旋转，使支脚直接与路面接触并支撑起被制动的车辆，其车轮离地失去驱动力来实现紧急制停；通过卸载组件卸除制动惯性力来实现紧急制动。

Description

一种汽车高速行驶零位移安全紧急制动惯性卸载器

技术领域

本发明涉及汽车制动领域，具体涉及一种汽车高速行驶零位移安全紧急制动惯性卸载器。

背景技术

汽车的制动是通过轮胎与路面的相对摩擦产生摩擦阻力来完成的。因此其制动能力受到限制，且制动时间长距离远，尤其是对于高速行驶的汽车遇到突发事件需要相对路面零位移紧急制动时，现有的制动系统却无能为力，等待这种情况出现的结果是，轻则伤，重则车毁人亡。因此人们迫切需要用到一种汽车高速行驶零位移安全紧急制动惯性卸载器，来实现汽车在高速行驶遇到突发事件时能够相对路面零位移紧急制动。来保障人们用车在高速行驶遇到突发事件时的生命与财产安全，提高行车安全性。

发明内容

为了达到上述目的，本发明按系统等量替换理论及技术方案来予以实现。下面以一种《家用小轿车高速行驶零位移安全紧急制动惯性卸载器》为举例，来说明本发明的等量替换方式和结构原理：设计参数：小轿车满载质量为4500公斤，行驶时速为300公里，制动时间为2妙，制动位移相对路面为零。环境条件：适应水泥、沥青及二者的冰雪高速路面，正负50度全天候。卸载器构件所用材质及制造工艺符合ROHS要求，其外型尺寸与现有汽车相匹配，其重量为200公斤左右。

本发明所述的一种汽车高速行驶零位移安全紧急制动惯性卸载器，包括:机架、传动组件、制动组件和卸载组件，其特征在于，机架的后端中间位置和左右面板的内表面前后固装有传动组件，机架的两端固装有制动组件，制动组件之间的机架左右面板的内表面上，固装有卸载组件，传动组件与制动组件通过齿条、齿轮啮合连接。

所述的机架包括：联动杆、母燕尾、公燕尾、左面板、轴、右面板、轴肩、传动板、支承板和限位块。

所述的传动组件包括:微型空压机、平动件，微型空压机包括:气管、二位三通电磁阀、五通管接头。平动件包括:缸筒、压簧、活塞杆、齿条、导向板。

所述的制动组件包括:转轴，支脚。转轴包括:齿轮，支脚包括:制动轮、伸缩杆、导向键、圆螺杆、压簧、联接套筒、连杆、定位导向螺杆。

所述的卸载组件包括:液压缸、液压缸固定板、拖动扳、压簧、钢丝绳、动滑轮固定板、导向轴、调整螺杆、定滑轮固定板、定滑轮、动滑轮、滑轮座、锁紧螺母、拉力座、定位导向柱。液压缸包括：后端盖，储油管，缸筒，活塞，液压油，前端盖，活塞杆。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明是通过传动组件驱动制动组件旋转，使支脚直接与路面刚性接触将汽车支撑起离开路面失去驱动力，汽车与卸载器瞬时组成卸载系统，汽车在系统中受到卸载组件提供的阻力作匀减速直线运动，来卸除瞬间制动时所产生的惯性力；若将汽车正常行驶时视为一个系统，瞬问制动后视为另一个系统，则瞬时制动后实现了新旧系统的等量替换，满足了汽车在高速行驶时能够相对路面零位移安全紧急制动的结构需要。

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方案作进一步详细的说明，其中：

图1是本发明的俯视结构示意图；

图2是本发明的主视结构示意图；

图3是本发明的传动组件俯视结构示意图；

图4是本发明的传动组件中平动件主视结构示意图；

图5是本发明的制动组件俯视结构示意图；

图6是本发明的制动组件中支脚俯视结构示意图；

图7是本发明的卸载组件俯视结构示意图；

图8是本发明的卸载组件中的液压缸俯视结构示意图；

图9是本发明的工作原理主视结构示意图；

图10是本发明的与汽车装配主视结构示意图。

图中：

1、机架，机架(1)包括:联动杆101；母燕尾102；公燕尾103；左面板104；轴105；右面板106；轴肩107；传动板108；支承板109；限位块110。

2、传动组件；传动组件(2)包括：微型空压机21，平动件22。

微型空压机21包括:气管211；二位三通电磁阀212，五通管接头213，气管214，气管215。

平动件22包括:缸筒221﹔第一压簧222，活塞杆223，齿条224，导向板225。

3、制动组件，制动组件(3)包括:转轴31，支脚32。

转轴31包括:齿轮311；

支脚32包括：制动轮321；伸缩杆322，导向键323，圆螺杆324，第二压簧325，联接套筒326，连杆327，定位导向螺杆328。

4、卸载组件；卸载组件(4)包括:液压缸401；液压缸固定板402；拖动板403；第三压簧404；钢丝绳405；动滑轮固定板406；导问轴4O7；调整螺杆408；定滑轮固定板409；定滑轮410；动滑轮411；滑轮座412；锁紧螺母413；拉力座414；定位导向柱415；液压缸401包括：后端盖4011；储油管4012；液压缸筒4013；活塞4014；液压油4015；前端盖4016；液压活塞杆4017；

5、汽车底梁:<图10中>。汽车底梁包括:联动杆101、传动板108。<焊接组合件>

具体实施方案

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1-10所示:本发明所述的一种汽车高速行驶零位移安全紧急制动惯性卸载器，包括：机架1；传动组件2；制动组件3；卸载组件4。

所述的机架1为矩形框体，用于提供安装基础来建立卸载独立系统。机架1由左面板104和右面板106通过轴105两端用螺纹连接组成框体，左面板104和右面板106的两端固装有公燕尾103，滑配装有母燕尾102，母燕尾102与联动杆101用螺纹固接。联动杆101与汽车底梁5焊接。制动卸载时汽车通过底梁5与联动杆101及母燕尾102同步在机架1上的公燕尾103燕尾中限位滑动，为卸载导向。卸载器除联动杆101及传动板108不可拆卸外，其余可整体与汽车分离，方便安装与维修。左面板104与右面板106之间内表面平行对称固装有传动组件2和卸载组件4，且在与之面垂直方向前后动装有制动组件3。在机架1后端支承板109上固装有微型空压机21，支承板109前端与定滑轮固定板409螺纹连接。轴肩107用于左面板104和右面板106内表面与卸载组件4的过度螺纹固接。传动板108与固装在动滑轮固定板406上的滑轮座412表面面接触且不固定，传动板108与汽车底梁5焊接，卸载时，汽车制动惯性力由传动板108传递给滑轮座412，再由滑轮座412传递给动滑轮固定板406，动滑轮固定板406通过动滑轮411拉动钢丝绳4O5压缩第三压簧404在导向轴4O7上向前滑动；在左面板104和右面板106的外表面固装有限位块110，用来限制制动组件3的转角。机架1上的公燕尾103与母燕尾102，汽车底梁5滑动连接；该连接可使卸载器与汽车同步行驶。

所述的传动组件2，当汽车起动时，电瓶电源通过逆变器给微型空压机21同时提供220伏交流电源，压缩机21压缩空气并送入储气罐且通过气管211送入二位三通电磁阀212常开端，再由二位三通电磁词212的出气口经过五通管接头213及气管214将压缩空气送入缸筒221，其缸压为0.7Mpa，完成其功能准备并保持常态。当汽车停止时，若缸筒221内失压时，第一压簧222与制动组件3转轴31上的齿轮311的分度圆半径产生扭矩来限制制动组件3的自由转动，使制动组件3保持正确位置。起动卸载器工作按钮，二位三通电磁阀212供气口切换到常闭端，通过五通管接头213和气管215给平动件22中的缸筒221供气，活塞杆223推动齿条224向后平动，齿条224与制动组件3中转轴31上的齿轮311啮合使制动组件3逆时针旋转30度，此时限位块110工作。传动组件2通过二位三通电磁阀212切换供气口可正反工作；传动组件2的功用是为制动组件3提供工作驱动力。

所述的制动组件3，转轴31上对称固装有齿轮311，用来传递扭矩，固装有支脚32，用来建立和支撑卸载系统；支脚32上固装有制动轮321，制动轮321外圆上开有棱锥形齿，用来与路面接触时能够获得足够可靠的制动力。制动轮321固装在伸缩杆322上。伸缩杆322后端与圆螺杆324螺纹连接，防止伸缩杆322从联接套筒326中滑出。圆螺杆324另一端为圆形平面用来支撑第二压簧325。导向键323为伸缩杆322滑动导向并限制其自由转动。导向键323为连杆327装配导向并限制其自由转动。定位导向螺杆328与联接套筒326螺纹旋合，定位导向螺杆328对第二压簧325预压定位并导向，因此:制动轮321、伸缩杆322、圆螺杆324通过导向键323可同步压缩第二压簧325在联接套筒326中往复滑动。从而使得支脚具有与路面刚性接触，对卸载器柔性支撑，起到缓冲作用，同时对路面不平度和卸载器的受力平衡起到调节作用。连杆327与联接套筒326径向用螺杆固接<如图6所示>。支脚32通过联杆327与转轴31用销铀固接<未例出>。制动组件3在机架1的左面板104与右面板106之间作正反双向限位转动，在限位块110的作用下其转角为正负30度。制动组件3的功用是将高速行驶的汽车瞬时制停，并将汽车支撑起其车轮离开路面进行系统等量替换，为卸载器卸载堤供必要条件。

所述的卸载组件4，液压缸401的活塞4014行程为100毫米，在液压活塞杆4017前端预留有40毫米空程，用来起缓冲作用；液压缸4O1采用液压油4015内置结构，该结构体积小，结构简单，制造与维修方便，靠第三压簧404提供回程力，不需另设油泵、油箱和管路及控制附件，提高了工作安全可靠性。液压缸401的液压活塞杆4017的拉力大小，由被制动汽车的质量和制动点的瞬时速度的大小来决定。液压缸401的工作原理：在制动惯性力的作用下，钢丝绳405拉动拖动板403，拖动板403拉动液压活塞杆4017和固装在液压活塞杆4017上的活塞4014向后运动，活塞4014压缩液压缸筒4013中的液压油4015从油口1溢出，同时液压油4015从油口2进入液压缸筒4013进行补充；回程时第三压簧404释放张力推动拖动板403，拖动板403推动液压活塞杆4017并同活塞4014同步压缩液压油4O15向前运动，液压油4015由油口2溢出，油口1流入液压缸筒4013进行补充，直到活塞4014完全复位，液压缸401完成一个工作循环。液压缸401通过前端盖4016固装在液压缸固定板402上。液压缸固定板402与导向轴407固装。拖动板403与导向轴407动配，拖动板403上对称固装有拉力座414,拉力座414通过拉力轴<未例出>与钢丝绳405两端连接，钢丝绳405两端用锁紧扣<未例出>固装；拖动板403上对称固装有第三压簧404和定位导向柱415；第三压簧404的恢复力为液压缸401中的活塞4014和汽车的回程力。钢丝绳405连接动滑轮411、定滑轮410和拖动板403来传递制动惯性力。动滑轮固定板406与导向轴407动配，动滑轮固定板406上固装有滑轮座412、定位导向柱415，动滑轮固定板406与第三压簧404一端接触且受到一定的预压力。动滑轮固定板406与调整螺杆408的一端滑动配合，起到稳定调整螺杆408和调节动滑轮固定板406在导向轴407上的前、后位置，当旋转调整螺杆408向后移动时，动滑轮固定板406处于导向轴407后端位置，钢丝绳405松开处于松弛状态，此时，将钢丝绳405通过拉力轴<未例出>与拉力座414配装，将动滑轮411、定滑轮410通过滑轮轴<未例出>与钢丝绳405配装。当旋转调整螺杆408推动动滑轮固定板406在导向轴407上向前滑动时，钢丝绳405收紧；当钢丝绳405收紧到位时拧紧锁紧螺母413；装配到位。导向轴407为拖动板403和动滑轮固定板406提供导向基础。定滑轮固定板409与导向轴407固装，定滑轮固定板409上固装有滑轮座412,定滑轮固定板409与调整螺杆408螺纹旋合。定滑轮410通过滑轮轴<未例出>与滑轮座412动装，定滑轮410通过滑轮轴<未例出>旋转。同理，动滑轮411通过滑轮轴<未例出>与滑轮座412动装，动滑轮411通过滑轮轴<未例出>旋转。液压缸401、第三压簧404、拖动板403、动滑轮固定板406、动滑轮411、定滑轮410和钢丝绳405组成卸载系统，卸载能力为8:1,即8倍制动惯性力来平衡1倍卸载力《压黄簧力加液压缸401出力》，且汽车在卸载器上的卸载行程为1:8,即汽车滑动1倍，拖动板403滑动8倍。根据滑轮组的性质，卸载器卸载时合力为零；制动惯性力与卸载阻力为一对平衡力，其方向相反，合力功为零。卸载组件4的功用是卸除汽车高速零位移紧急制动时所产生的惯性力。

综合上述:卸载器的工作原理:起动工作按钮，二位三通电磁阀212常闭端通电供气，常开端断电排气《空排》，气管215通过五通管接头213给平动件22中的缸简221供气，活塞杆223联齿条224向后平动；齿条224与制动组件3中的转轴31上的齿轮311啮合，驱动制动组件3逆时针旋转30度至限位块110而停止。在制动组件3的作用下，汽车车轮离开路面；瞬时系统切换，汽车被纳入卸载器进行卸载。在制动惯性力的作用下，传动板108通过滑轮座412将制动惯性力传递给动滑轮固定板406，动滑轮固定板406在制动惯性力的作用下通过动滑轮411拉动钢丝绳405在导向轴407上向前滑动；同时钢丝绳405通过定滑轮410拉动拖动板403和液压活塞杆4017压缩第三压簧404在导向轴407上向后滑动进行卸载。直到汽车在卸载器上完全静止后，卸载器卸载结束。卸载器卸载结束的同时第三压簧404释放张力，使拖动板403拉动钢丝绳405推动液压活塞杆4017同活塞4014在导向轴407上向前滑动，直到活塞4014完全复位；同时动滑轮固定板406向后滑动，直到与调整螺杆408定位面接触完全复位。当汽车卸载完成且处于熄火状态时，按下恢复按钮，二位三通电磁阀212常开端通电开启供气，常闭端断电关闭并排气<空排>，气管214通过五通管接头213给平动件22中的缸筒221供气；平动件22中的活塞杆223联齿条224向前平动，齿条224与制动组件3中转轴31上的齿轮311啮合旋转，使制动组件3顺时针旋转30度至始发限位块<未例出>而停止，制动组件3复位；汽车车轮与路面接触恢复行驶功能。卸载器完成一个工作循环。卸载器可重复循环工作。

以上实例为汽车高速行驶零位移安全紧急制动惯性卸载器的可实施版本。

综合上述，本发明解决了现有汽车不能在高速行驶中紧急制动的安全缺陷，填补了汽车有始以来在制动领域一直存在的功能结构缺陷的空白。从而使得人们用车在高速行驶遇到突发事件时生命财产得到保障，满足了汽车高速行驶中遇到突发事件需要安全紧急制动而能够安全紧急制动的用车要求。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，故凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何修改、等同变化与修饰,均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (4)

1.一种汽车高速行驶零位移安全紧急制动惯性卸载器，包括：机架(1)、传动组件(2)、制动组件(3)、卸载组件(4)，其特征在于：机架(1)的后端左、右面板之间和左、右面板的内表面固装有传动组件(2)，机架(1)前后固装有制动组件(3)，制动组件(3)之间的机架(1)的左、右面板内表面固装有卸载组件(4)，传动组件(2)与制动组件(3)通过齿条、齿轮啮合连接；机架(1)的左右面板上两端固装有公燕尾(103)和滑动配装有母燕尾(102)，母燕尾(102)通过与联动杆(101)及汽车底梁(5)组成刚体在公燕尾(103)燕尾槽中有限滑动:其功用是紧急制动时限制汽车的运动空间自由度，将制动时汽车受到的空间力系合成为与卸载同向的平面集中力系来一并卸除；

所述的制动组件(3)包括转轴(31)，支脚(32)构成，转轴(31)上对称固装有齿轮(311)和支脚(32)，支脚(32)上装有制动轮(321),伸缩杆(322)，导向键(323),圆螺杆(324)，第二压簧(325)，联接套筒(326)、连杆(327)和定位导向螺杆(328)，支脚内设有第二压簧(325)，由制动轮(321)、伸缩杆(322)，圆螺杆(324)用可拆卸方式组成刚体，通过导向键(323),在制动轮(321)与路面接触的瞬间，在制动惯性力的作用下压缩第二压簧(325)，直到卸载完毕而结束；导向键(323)的功用是导向和限制伸缩杆(322)的自由转动；第二压簧(325)的功用是缓冲、调节路面不平度和力的平衡，使支脚(32)与路面刚性接触，对机架(1)柔性支撑而抓地更稳；连杆(327)通过导向键(323)配装于联接套筒(326)内用螺杆固定，连杆(327)与转轴(31)用销轴固装；定位导向螺杆(328)与联接套筒(326)用螺纹连接，用来定位和预压第二压簧(325)，且在第二压簧(325)被压缩时起导向作用。

2.根据权利要求1所述的一种汽车高速行驶零位移安全紧急制动惯性卸载器，其特征在于:所述的传动组件(2)包括微型空压机(21)和平动件(22)构成，平动件(22)上装有缸筒(221),第一压簧(222),活塞杆(223)，齿条(224)，导向板(225)，微型空压机(21)通过气管和五通管接头(213)与平动件(22)连接，平动件(22)中的齿条(224)与制动组件(3)中的齿轮(311)啮合连接，平动件(22)中缸筒(221)内设置有第一压簧(222)：其功能为缸筒(221)内无气压时释放弹力通过齿条(224)与制动组件(3)中的齿轮(311)的分度圆半径产生扭矩，来限制制动组件(3)的自由旋转，使制动组件(3)保持正常位置，第一压簧(222)的设置也有利于制动组件(3)工作结束后的复位。

3.根据权利要求1所述的一种汽车高速行驶零位移安全紧急制动惯性卸载器，其特征在于:所述的卸载组件(4)包括液压缸(401)，液压缸固定板(402)，拖动板(403)，第三压簧(404)，钢丝绳(405)，动滑轮固定板(406)，导向轴(407)，调整螺杆(408)，定滑轮固定板(409)，定滑轮(410)，动滑轮(411),滑轮座(412)，锁紧螺母(413),拉力座(414)，定位导向柱(415)；所述的卸载组件(4)其卸载过程：汽车制动惯性力通过传动板(108)滑轮座(412)传递给动滑轮固定板(406)，带动动滑轮(411)及钢丝绳(405)在导向轴(407)上向前滑动，钢丝绳(405)通过定滑轮(410)拉动拖动板(403)，拖动板(403)拖动液压缸(401)中的活塞杆(4017)压缩第三压簧(404)向后滑动，实施卸载；该卸载机构的卸载原理是利用滑轮及滑轮组的性质结合液压缸的液压原理，通过钢丝绳组合来卸载的，该卸载机构卸载安全可靠，且卸载能力大，结构简单紧凑，利用第三压簧(404)的恢复力使液压缸(401)上的活塞(4014)及汽车复位。

4.根据权利要求3所述的一种汽车高速行驶零位移安全紧急制动惯性卸载器，其特征在于:所述的卸载组件(4)中的液压缸(401)，液压缸(401)包括:后端盖(4011)、储油管(4012)、液压缸筒(4013)、活塞(4014)、液压油(4015)、前端盖(4016)和液压活塞杆(4017)；液压缸(401)采用液压油(4015)内置结构，在第三压簧(404)的簧力作用下，使液压缸(401)上的活塞(4014)及汽车复位。

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