專利名稱：一種汽車智能化制動裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及汽車安全性領域。是一種通過電子控制自動檢測并自動實施制動的智能化制動裝置。
背景技術：
在汽車上，制動系統作為一個保障行車安全最關鍵的部分，不但可以使運動中的汽車減速、停止，還可以保持停止狀態。然而，隨著現代汽車運行速度越來越快，若長時間不維修或者不注重保養，汽車的制動能力將會出現下滑或衰弱，特別是在二手車或者行駛公里過長的舊汽車上，制動失效的問題更加突出。制動失效后，汽車將完全失去制動能力，即使松開油門，汽車在慣性作用下也會繼續高速行駛，處理不當，輕破壞公物，重傷害生命，釀成慘禍。汽車行業的發展日新月異，安全性已經逐漸成為廣大車主購車時考慮的首要因素，因此在汽車設計時必須格外加強對制動系統的設計與制造。造成制動失效的原因很多。一是對制動系統缺乏必要的保養，剎車總泵里雜質太多、密封不嚴、真空助力泵失效、制動油過臟或幾種制動油混合使用受熱后出現氣阻、制動總泵或分泵漏油、儲氣罐或管路接口漏氣；二是由于操作不當導致機件失效，如長時間下坡會使制動片片摩擦生熱、制動轂炭化、制動功能完全失效；三是由于嚴重超載，在重力加速度的作用下，加大了車輛運動慣性，直接導致制動失效。然而，以目前的技術，以上任何一種情況的出現都是無法阻擋的，為解決這一問題，可在汽車上加裝一個智能化制動裝置。
發明內容本實用新型的目的在于在汽車行駛過程中判斷制動是否處于完全或部分失效并自動進行再制動。該系統是通過以下技術方案實現的一種汽車智能化制動裝置，包括輪速傳感器、制動踏板位移傳感器、單片機、齒輪摩擦離合器及操縱桿、齒輪齒條式傳動機構、輪轂摩擦環、雙向傳導機構、壓力傳感器、壓盤、警報燈、點火線路開關、復位按鈕及各機構固定裝置。信號由輪速傳感器和制動踏板位置傳感器發出，中央控制系統接受處理并將信號發送到操縱桿使離合器結合，離合器的力矩通過中心齒輪軸帶動齒輪齒條式傳動機構將動力經過推桿、緩沖彈簧和套筒傳遞給車輪的壓盤，壓盤通過壓緊安裝在車輪內輪轂上的摩擦片進行強力制動，雙向傳導機構將效果復制到另一側車輪。達到額定壓力后，壓力傳感器將信號反饋給中央控制系統，中央控制系統接受處理并將信號發送到電磁換向閥強行熄火，同時裝置繼續制動并利用背壓對曲軸進行背壓制動，汽車停住，制動過程結束。當按下復位按鈕，裝置復原，以便再次使用。所述中央控制裝置用于接收、分析及處理輪速傳感器、制動踏板位置傳感器以及壓力傳感器的反饋信號并輸出控制信號。齒輪摩擦離合器包括齒輪摩擦盤、皮帶輪摩擦盤、操縱桿及固定裝置，其中皮帶輪摩擦盤直接與發動機皮帶輪焊接并隨之一起轉動，齒輪摩擦盤中心軸線焊接齒輪軸并用固定裝置固定，從而驅動齒輪齒條式傳動機構，摩擦盤的結合依靠操縱桿，摩擦盤為摩擦系數較高的摩擦片，以便結合能產生較大摩擦力矩。齒輪齒條式傳動機構包括齒輪摩擦盤的齒輪軸、齒條、推桿、緩沖彈簧、套筒、壓力傳感器及固定裝置，從而推動安裝在輪轂內側的壓盤壓緊在輪轂摩擦片上，同時將信號反饋給中央控制系統。輪轂摩擦環為高摩擦系數的環形摩擦片，緊密粘貼在車輪輪轂內邊緣上，所述壓盤一側帶有與套筒結合的凹槽，另一側安裝摩擦片，并通過剛性連接固定在底盤上。雙向傳導機構包括中心轉軸、連桿、固定螺母、復位彈簧，其作用是將同樣的移動傳遞到另一側車輪的齒輪齒條式傳動機構，以達到雙輪制動的效果，并且有自動復位功能。點火線路開關為加裝裝置，安裝在點火線路中，常通，當接收到中央控制系統的信號后開關斷開使電路斷路，以達到汽車熄火的目的，在制動結束后，該開關可通過操作按鈕進行復位。背壓制動即利用齒輪齒條式傳動機構對車輪施加壓力后產生的背壓力對齒輪摩擦盤產生制動，從而制動曲軸。以單片機為核心，由傳感系統采集信息，通過控制齒輪摩擦離合器，同時利用發動機的轉速，經齒輪齒條式傳動機構推動壓盤壓緊在輪轂摩擦片上以制動，并且使汽車在達到一定的制動效果后能夠自動熄火以保護發動機及傳動機構，同時壓盤通過傳動機構返回的背壓對皮帶輪摩擦盤產生摩擦力矩，從而制動曲軸，提升了系統整體制動效果。工作原理本實用新型所述一種汽車制動失效后的智能化制動裝置，包括輪速傳感器、制動踏板位移傳感器、單片機、齒輪摩擦離合器及操縱桿、齒輪齒條式傳動機構、輪轂摩擦片、雙向傳導機構、壓力傳感器、壓盤、警報燈、點火線路開關、復位按鈕及各機構固定裝置。輪速傳感器用于監測車輪的轉速變化，安裝在輪轂內，并將有關數據實時傳給單片機。制動踏板位移傳感器用于檢測制動踏板的位移數據，并發送給單片機。單片機將兩傳感器傳來的實時數據進行計算處理并與額定值進行比較，若不相符則判定為制動失效。判為制動失效后單片機先將警報燈開關接通以提醒駕駛員制動失效的情況以及智能化制動裝置啟動。裝置工作瞬時開啟后，單片機通過控制操縱桿將齒輪摩擦盤與皮帶輪摩擦盤結合。此時，由發動機皮帶輪帶動的皮帶輪摩擦盤帶動齒輪摩擦盤慢慢開始轉動，齒輪摩擦盤中心的齒輪軸將帶動齒條開始移動，齒條推動推桿前移，并使推桿前部焊接的緩沖彈簧的壓縮，將推力傳遞到套在推桿上的套筒上，當到達固定在底盤上的壓盤上時，與壓盤上的凹槽緊密結合，壓盤受到強力的沖擊瞬時壓緊在車輪內輪轂的邊緣上，邊緣上粘貼一圈高摩擦系數的摩擦片，此時車輪受到了瞬時的摩擦力矩開始制動。雙向傳導機構利用力矩將推力傳到另一組推桿傳導機構同樣制動另一側車輪。壓力傳感器安裝在套筒內檢測彈簧的壓力，并將檢測數據實時發送到單片機，當壓力值達到單片機程序所設定的額定壓力值時，單片機將發送信號到安裝在汽車點火系電路中的點火線路開關使之斷開，汽車熄火。發動機在高速轉動慣性下繼續帶動皮帶輪轉動，皮帶輪帶動齒輪摩擦盤，摩擦盤帶動齒輪齒條式傳動機構向前推動，車輪內側受到的壓力不斷增大，壓盤受到的背壓也越來越大，背壓力由壓盤傳到套筒、彈簧、推桿以及齒條，最終到達與齒條配合的齒輪摩擦盤，當皮帶輪摩擦盤所能承受的最大摩擦力不足以克服來自車輪的背壓時將與齒輪摩擦盤發生打滑，齒輪摩擦盤在受到極限背壓力停止轉動，不轉的齒輪摩擦盤對轉動的皮帶輪摩擦盤產生摩擦力矩，使皮帶輪摩擦盤轉速慢慢降低，即降低發動機曲軸的轉速，從而再次降低汽車運行速度，由于產生了更多制動力因而縮短了制動時間，直至車輪停止轉動，汽車完全停駐，裝置處于靜止，整個系統工作完畢。下次啟動前，按下復位按鈕，裝置回歸原位。本系統通過輪速傳感器、制動踏板位移傳感器、單片機、齒輪摩擦離合器及操縱桿、齒輪齒條式傳動機構、輪轂摩擦環、雙向傳導機構、壓力傳感器、壓盤、警報燈、點火線路開關及各機構固定裝置實現對汽車制動失效后對汽車的再制動。系統以單片機為核心，由傳感系統采集信息，通過控制齒輪摩擦離合器，同時利用發動機的轉速，經齒輪齒條式傳動機構推動壓盤壓緊在輪轂摩擦片上以制動，并且使汽車在達到一定的制動效果后能夠自動熄火以保護發動機及傳動機構，同時壓盤通過傳動機構返回的背壓力對皮帶輪摩擦盤產生摩擦力矩，從而對曲軸進行背壓制動，提升了系統整體制動效果。創新之處在于裝置在直接制動的同時還利用背壓進行了二次制動，不僅為制動的效果提供了更高的保證，而且縮減了更多制動的時間，為汽車安全停駐提供了保障。因此，本研究系統的關鍵部分，也是創意之處，在于利用了背壓制動技術。本實用新型相對現有技術優點I、該系統的設計采用全智能化，自動檢測、自動執行的特點也大大縮短了危險處 理時間，避免了駕駛員未能及時發現制動失效而造成嚴重后果，同時也能消除駕駛員發現制動失效時的慌亂情緒。2、系統完全自動地進行汽車制動直至停駐，安全系數高，可靠性好且結構簡單，成本相對較低。3、該系統可以用于中級和高級轎車，也可用于二手或行駛里程較高的舊汽車，滿足人們對安全性的要求。4、它的智能化是現代社會的發展方向，在汽車工業大方向的引導下，市場前景廣闊。
圖I是本實用新型所述汽車智能化制動裝置布置示意圖。
具體實施方式
I、輪速傳感器；2、制動踏板位移傳感器；3、單片機；4、皮帶輪摩擦盤；5、齒輪摩擦盤；6、操縱桿；7、齒條；8、推桿；9、套筒；10、緩沖彈簧；11、輪轂摩擦環；12、雙向傳導機構；13、壓力傳感器；14、壓盤；15、警報燈；16、點火線路開關；17、復位按鈕。下面結合實例附圖對本實用新型做進一步說明。該智能化制動裝置旨在設計智能化程度較高的可制動處于制動失效行駛中汽車的裝置。裝置通過輪速傳感器(I)和制動踏板位移傳感器(2)的監測對汽車是否處于制動失效行駛做出判定，若為制動失效，單片機(3)首先發送指令到警報燈(15)將燈打開以提示駕駛員，隨后做出指令推動操縱桿(6)使皮帶輪摩擦盤(4)與齒輪摩擦盤(5)結合，此時的汽車并未熄火，在發動機曲軸高速旋轉的帶動下，與皮帶輪焊接的皮帶輪摩擦盤(4)也一直高速旋轉，并通過接觸將摩擦力矩傳遞到齒輪摩擦盤(5)，齒輪摩擦盤(5)隨之開始旋轉并帶動齒條(7)移動，齒條(7)推動推桿(8)，與推桿(8)配合的套筒(9)和推桿(8)安裝有緩沖彈簧(10)，用來緩沖瞬時的沖擊力，套筒(9)在推力作用下迅速向輪轂推進，接觸到壓盤(14)后將后者壓向輪轂摩擦環(11)，此過程通過雙向傳導機構(12)同樣將推桿(8)緩沖彈簧(10)套筒(9)推向壓盤(14)并壓向輪轂摩擦環(11)，此時裝置便開始制動車輪。隨著曲軸的繼續旋轉，齒輪齒條式傳動機構繼續往前推進，對車輪內輪轂的壓力也逐漸升高，當壓力升高到一個極限值時，安裝在套筒(9)與緩沖彈簧(10)之間的壓力傳感器(13)將數據發送到單片機(3)，單片機(3)迅速做出反應并將指令發送至點火線路開關
(16)，效果是使開關斷開，使點火線路斷路以使汽車熄火。熄火后的汽車繼續在慣性作用下前行，曲軸繼續帶動皮帶輪摩擦盤(4)轉動，由于制動車輪內輪轂的壓力已經達到極限，因而齒輪齒條式傳動機構此時會受到一個強力的背壓，而設計時選用的齒輪摩擦盤(5)與皮帶輪摩擦盤(4)在操縱桿(6)壓力下所能產生的最大摩擦力矩小于單片機(3)設定的額定壓力值，因而齒輪摩擦盤(5)將停止轉動，摩擦盤發生打滑，并因受摩擦力矩而制動，曲軸也隨之制動。推力對車輪的制動加上背壓對曲軸的制動形成了雙制動。汽車在雙制動力作用下慢慢減速直至停止，裝置保持原 狀使汽車停駐。下次啟動前，按下復位按鈕(17)，單片機⑶發送指令收回操縱桿(6)并閉合點火線路開關(16)，裝置在雙向傳導機構(12)回位彈簧作用下回歸原位。該汽車智能化制動裝置在如下情況下能夠取得更完美的效果I、裝置啟動后首先逐級減至I擋。2、齒輪摩擦離合器摩擦盤以及輪轂摩擦環的材料選用納米、陶瓷等高新材料。3、在熄火后保持離合器的結合至汽車完全停止，原因是在背壓制動時對曲軸制動需建立在發動機與驅動橋有動力連接的前提下。
權利要求1.一種汽車智能化制動裝置，包括輪速傳感器、制動踏板位移傳感器、單片機、齒輪摩擦離合器及操縱桿、齒輪齒條式傳動機構、輪轂摩擦環、雙向傳導機構、壓カ傳感器、壓盤、警報燈、點火線路開關、復位按鈕及各機構固定裝置，其特征在干信號由輪速傳感器和制動踏板位置傳感器發出，中央控制系統接受處理并將信號發送到操縱桿使離合器結合，離合器的力矩通過中心齒輪軸帶動齒輪齒條式傳動機構將動カ經過推桿、緩沖彈簧和套筒傳遞給車輪的壓盤，壓盤通過壓緊安裝在車輪內輪轂上的摩擦片進行強力制動，雙向傳導機構將效果復制到另ー側車輪；達到額定壓力后，壓カ傳感器將信號反饋給中央控制系統，中央控制系統接受處理并將信號發送到電磁換向閥強行熄火，同時裝置繼續制動并利用背壓力對曲軸進行背壓制動，汽車停住，制動過程結束；當按下復位按鈕，裝置復原，以便再次使用。
2.根據權利要求I所述ー種汽車智能化制動裝置，其特征在于所述中央控制裝置用于接收、分析及處理輪速傳感器、制動踏板位置傳感器以及壓力傳感器的反饋信號并輸出控制信號。
3.根據權利要求I所述ー種汽車智能化制動裝置，其特征在于所述齒輪摩擦離合器包括齒輪摩擦盤、皮帶輪摩擦盤、操縱桿及固定裝置，其中皮帶輪摩擦盤直接與發動機皮帶輪焊接井隨之一起轉動，齒輪摩擦盤中心軸線焊接齒輪軸并用固定裝置固定，從而驅動齒輪齒條式傳動機構，摩擦盤的結合依靠操縱桿，摩擦盤為摩擦系數較高的摩擦片，以便結合能產生較大摩擦カ矩。
4.根據權利要求I所述ー種汽車智能化制動裝置，其特征在于所述齒輪齒條式傳動機構包括齒輪摩擦盤的齒輪軸、齒條、推桿、緩沖彈簧、套筒、壓カ傳感器及固定裝置，從而推動安裝在輪轂內側的壓盤壓緊在輪轂摩擦片上，同時將信號反饋給中央控制系統。
5.根據權利要求I所述ー種汽車智能化制動裝置，其特征在于所述輪轂摩擦環為高摩擦系數的環形摩擦片，緊密粘貼在車輪輪轂內邊緣上，所述壓盤一側帶有與套筒結合的凹槽，另ー側安裝摩擦片，并通過剛性連接固定在底盤上。
6.根據權利要求I所述ー種汽車智能化制動裝置，其特征在于所述雙向傳導機構包括中心轉軸、連桿、固定螺母、復位彈簧，其作用是將同樣的移動傳遞到另ー側車輪的齒輪齒條式傳動機構，以達到雙輪制動的效果，并且有自動復位功能。
7.根據權利要求I所述ー種汽車智能化制動裝置，其特征在于所述點火線路開關為加裝裝置，安裝在點火線路中，常通，當接收到中央控制系統的信號后開關斷開使電路斷路，以達到汽車熄火的目的，在制動結束后，該開關可通過操作按鈕進行復位。
8.根據權利要求I所述ー種汽車智能化制動裝置，其特征在于所述背壓制動即利用齒輪齒條式傳動機構對車輪施加壓カ后產生的背壓カ對齒輪摩擦盤產生制動，從而制動曲軸。
9.根據權利要求I所述ー種汽車智能化制動裝置，其特征在干以單片機為核心，由傳感系統采集信息，通過控制齒輪摩擦離合器，同時利用發動機的轉速，經齒輪齒條式傳動機構推動壓盤壓緊在輪轂摩擦片上以制動，并且使汽車在達到一定的制動效果后能夠自動熄火以保護發動機及傳動機構，同時壓盤通過傳動機構返回的背壓對皮帶輪摩擦盤產生摩擦カ矩，從而制動曲軸，提升了系統整體制動效果。
專利摘要一種汽車智能化制動裝置屬于汽車安全性領域，其主要特征在于包括1、輪速傳感器；2、制動踏板位移傳感器；3、單片機；4、皮帶輪摩擦盤；5、齒輪摩擦盤；6、操縱桿；7、齒條；8、推桿；9、套筒；10、緩沖彈簧；11、輪轂摩擦環；12、雙向傳導機構；13、壓力傳感器；14、壓盤；15、警示燈；16、點火線路開關；17、復位按鈕實現對制動失效的汽車智能化制動。系統以單片機為核心，由傳感系統采集信息，閉合齒輪摩擦離合器，利用發動機的轉速使制動力由齒輪齒條式傳動機構傳到壓盤以制動輪轂摩擦片，并在極限壓力下自動熄火，同時產生的背壓力通過傳動機構背壓制動曲軸，提升了系統整體制動效果。該裝置通過按動復位按鈕來進行復位。
文檔編號B60T17/22GK202641686SQ20122010949
公開日2013年1月2日 申請日期2012年3月13日 優先權日2012年3月13日
發明者馬玉哲 申請人:馬玉哲