彈性制動器的製造方法
2023-10-18 12:02:49
專利名稱:彈性制動器的製造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種彈性制動器，它包括車輪輪轂、凸輪、數個扇形輪、三個板彈簧和數個制動塊；所述凸輪位於車輪輪轂中心；所述扇形輪為連軸扇形輪，環設在凸輪上；所述三個板彈簧設置在扇形輪的外圈，每個板彈簧的內側設有半圓形凹槽，扇形輪的軸安裝在板彈簧的半圓形凹槽內；所述制動塊設置在車輪輪轂的內緣，凸輪推動扇形輪、板彈簧和制動塊作徑向運動，使制動塊與輪轂壓緊而實現制動；在制動過程中扇形輪僅作轉動和徑向移動，而沒有周向運動，由此使得制動塊受力對稱、運動平穩；而在平時扇形輪與凸輪呈嚙合狀地相互緊貼，使扇形輪穩定地保持在初始位置。本實用新型的彈性制動器制動力的大小容易控制，制動性能很好，制動過程感覺十分舒適。
【專利說明】彈性制動器
【技術領域】
[0001]本實用新型屬於機電裝置類，涉及機械製造的制動裝置，特別涉及一種彈性制動器。
【背景技術】
[0002]制動器是交通運輸工具的重要零件之一，其種類繁多。例如自行車使用的制動器就有許多種類型，如鋼帶式制動器、碟式制動器，還有用凸輪帶動圓盤，使鋼質制動塊壓緊車輪輪轂的鋼質制動器，最簡單的是用橡皮塊壓在自行車鋼圈上的制動器等等。這些制動裝置各有優缺點:如橡皮塊式的制動器結構簡單而有效，制動力的大小容易控制，但橡皮容易磨損，且易老化變硬使摩擦係數減小而導致制動效率下降；鋼質制動器的優點是其磨損小而經久耐用，但是它與輪轂接觸時，由於兩者都很硬，變形很小，制動力從零到最大值的範圍內，制動把手的位移太小，制動力的大小不容易控制，因此手感不好等等。
[0003]由於各種制動器或多或少存在一些缺點，因此，研宄開發新的性能更好的制動器是交通運輸行業重要的研發課題之一。
【發明內容】
[0004]本實用新型的任務是提供一種彈性制動器，它利用凸輪推動扇形輪、板彈簧和制動塊作徑向運動，使制動塊與車輪輪轂接觸而實現制動，解決了上述現有技術存在的制動力大小不容易控制、容易磨損、手感不好等問題。
[0005]本實用新型的技術解決方案如下:
[0006]一種彈性制動器，它包括車輪輪轂，它還包括一個凸輪、數個扇形輪、三個板彈簧和數個制動塊；
[0007]所述凸輪位於車輪輪轂中心；
[0008]所述扇形輪為連軸扇形輪，環設在凸輪上；
[0009]所述三個板彈簧設置在扇形輪的外圈，每個板彈簧的內側設有半圓形凹槽，扇形輪的軸安裝在板彈簧的半圓形凹槽內；所述板彈簧在制動時具有變形量，以便控制制動力的大小且使手感舒適；
[0010]所述制動塊設置在車輪輪轂的內緣，凸輪推動扇形輪、板彈簧和制動塊作徑向運動，使制動塊與輪轂壓緊而實現制動；
[0011]在制動過程中扇形輪僅作轉動和徑向移動，而沒有周向運動，由此使得制動塊受力對稱、運動平穩；而在平時扇形輪與凸輪呈嚙合狀地相互緊貼，使扇形輪穩定地保持在初始位置。
[0012]所述每個板彈簧的內側設有兩個半圓形凹槽，三個板彈簧的內側設有六個半圓形凹槽，在每個半圓形凹槽內安裝一個扇形輪連軸。
[0013]所述制動塊的數量設為三個，制動塊為鋼質制動塊。
[0014]所述彈性制動器還包括擋塊；所述擋塊設置在制動塊的旁側，以阻止制動塊作周向運動。
[0015]所述擋塊的數量設為三個。
[0016]所述彈性制動器還包括恢復彈簧；所述恢復彈簧為薄型板彈簧，該薄型板彈簧的中點處與擋塊接觸，薄型板彈簧的兩端與制動塊接觸。
[0017]所述板彈簧的外表面曲線的曲率半徑比制動塊內表面曲線的曲率半徑小，用以提尚制動器的性能。
[0018]本實用新型的彈性制動器利用凸輪推動扇形輪、板彈簧和制動塊作徑向運動，其中凸輪的轉動帶動扇形輪，再通過扇形輪的軸帶動板彈簧，板彈簧再推動制動塊一起作徑向運動，使制動塊與車輪輪轂壓緊而實現制動。制動過程中由於板彈簧的變形使制動把手的位移量與制動力的大小成正比，制動力的大小容易控制，制動性能很好，制動過程感覺十分舒適。
[0019]本實用新型的制動塊採用耐磨的鋼質制動塊。本實用新型用於自行車時，由於板彈簧的變形與它受到的作用力成正比，因此自行車獲得的制動力的大小與制動把手的位移成正比。只要設計得當，可以使制動力從零到最大值的範圍內，制動把手有一定的位移量，做到制動力的大小可以隨意控制，以滿足不同制動場合對制動力的不同要求。
【附圖說明】
[0020]圖1是本實用新型的一種彈性制動器結構的簡要示意圖。
[0021]圖2是制動把手的力、制動力與制動把手位移關係的不意圖。
[0022]圖3是本實用新型的彈性制動器的制動狀態圖。
[0023]附圖標記:
[0024]I為車輪輪轂，2為板彈簧，3為扇形輪，4為制動塊，5為擋塊，6為恢復彈簧，7為凸輪。
【具體實施方式】
[0025]下面結合附圖和實施例對本實用新型作詳細說明。
[0026]參看圖1至圖3，本實用新型提供了一種彈性制動器，該制動器主要由車輪輪轂1、一個凸輪7、數個扇形輪3、三個板彈簧2、數個制動塊4、擋塊5以及恢復彈簧6組成。
[0027]凸輪7位於車輪輪轂I中心。扇形輪3為連軸扇形輪，即在扇形輪根部設置傳動軸。如圖1中所示，六個扇形輪3環設在凸輪7上。
[0028]三個板彈簧2設置在扇形輪3的外圈，每個板彈簧2的內側設有兩個半圓形凹槽，三個板彈簧2的內側則設置六個半圓形凹槽。扇形輪3的軸安裝在板彈簧2的半圓形凹槽內，即在每個半圓形凹槽內安裝一個扇形輪3連軸，一個板彈簧2上面安裝有兩個扇形輪3。板彈簧2在制動時具有一定的變形量，使制動力的大小可以隨意控制，且手感舒適。
[0029]制動塊4設置在車輪輪轂I的內緣，制動塊4的數量設為三個，制動塊4為鋼質制動塊。凸輪7推動扇形輪3、板彈簧2和制動塊4作徑向運動，使制動塊4與輪轂I壓緊而實現制動。凸輪7能確保扇形輪3回到並穩定地保持在初始位置。在制動過程中扇形輪3僅作轉動和徑向移動，而沒有周向運動，由此使得制動塊4受力對稱、運動平穩；而在平時扇形輪3與凸輪7像齒輪嚙合一樣相互緊貼，使扇形輪3穩定地保持在初始位置。
[0030]擋塊5設置在制動塊4的旁側，擋塊5的作用是阻止制動塊4作周向運動。擋塊5的數量設為三個。
[0031]恢復彈簧6是一個很薄的板彈簧，該薄型板彈簧的中點處與擋塊5接觸，薄型板彈簧的兩端與制動塊4接觸。在彈簧力的作用下，平時制動塊與輪轂保持一定的距離。在制動鬆開時，它們使制動塊恢復到初始位置。
[0032]如圖2所示，板彈簧2的外表面曲線的曲率半徑比制動塊4內表面曲線的曲率半徑小，用以提高制動器的性能。圖2中表示了制動過程中作用於制動把手的力P、制動力F與制動把手的位移B之間的關係。初始狀態時，制動塊與輪轂之間有一定的間隙。設制動把手的位移為Btl時，這一間隙被消除。由於恢復彈簧的剛度很小，消除間隙需要的力很小，可以認為消除間隙的力P=0，這時制動力F等於零。隨著力P的增加，凸輪進一步推動扇形輪壓縮板彈簧，制動把手的位移和制動力隨力P的增加而線性的增加。當位移增大到
(對應的制動力是F1),板彈簧因其外表面緊貼在制動塊的內表面而不再變形。在這以後，制動力雖然隨力P的增加而增加，但是制動把手的位移不再增加。當力P達到最大值Pm時，制動力一也到達最大值Fm。
[0033]如果沒有板彈簧，圖2中的點Btl和B i重合，制動力的大小不容易控制。這就是本實用新型的彈性制動器與其它制動器的不同點之一。
[0034]本實用新型的彈性制動器的制動過程如下:握緊制動把手時，凸輪7旋轉，凸輪帶動扇形輪3轉動的同時，扇形輪通過自身的軸帶動板彈簧2—起作徑向運動，板彈簧推動制動塊4與車輪輪轂I壓緊，制動塊受到擋塊5的限制不能作周向運動，制動塊與輪轂之間的摩擦力起到制動的作用。制動把手鬆開時，恢復彈簧6和凸輪的共同作用使系統恢復到圖中的初始狀態。
[0035]板彈費對提尚制動器的性能起著關鍵的作用，它的外表面曲線的曲率半徑比制動塊內表面曲線的曲率半徑小。未制動時，它與制動塊之間只有在中點處接觸，其餘部分是相互分開的。開始制動時，凸輪給扇形輪的力通過軸傳遞到板彈簧的半圓形凹槽處。由於板彈簧上面有兩個扇形輪，受到兩個力的作用，因此，它在傳遞力的同時，本身會產生變形。這意味著凸輪必須轉動一定的角度，也就是制動把手必須有一定的位移才能推動板彈簧。施加給制動把手的力越大，板彈簧的變形量、制動把手的位移量以及制動力也越大。也就是說，制動力的大小與制動把手的位移成正比。當板彈簧的變形量大到它的外表面與制動塊的內表面完全接觸時，制動把手的位移量不再隨制動力的增大而增大。顯然，可以通過調節板彈簧的剛度使制動過程中制動把手有合適的位移量，以控制制動力的大小。
[0036]本實用新型的另一個特點是用扇形輪推動制動塊，而不是用圓柱體推動制動塊。制動過程中扇形輪只作轉動和徑向移動，沒有周向運動，因此，制動塊受力對稱，運動平穩。此外，在制動器的外徑相同的情況下，扇形輪的半徑比圓柱體的半徑大，接觸應力要小。
[0037]圖3是本實用新型的彈性制動器的制動狀態圖。制動塊與車輪輪轂完全接觸，板彈簧達到最大變形狀態，其外表面與制動塊的內表面完全接觸。
[0038]綜上所述，本實用新型的彈性制動器利用凸輪推動扇形輪、板彈簧和制動塊作徑向運動，使制動塊與車輪輪轂接觸而實現制動；制動塊受力對稱，運動平穩。
[0039]當然，本【技術領域】內的技術人員都應當知道，圖1表示的是本實用新型的彈性制動器的原理圖，並不是對本實用新型的限定。在使用扇形輪推動制動塊，以及利用彈簧控制制動力的範圍內，對於圖1所示的任何變型都將是本實用新型權利要求的範圍。
【權利要求】
1.一種彈性制動器，它包括車輪輪轂(I )，其特徵在於:它還包括一個凸輪(7)、數個扇形輪(3)、三個板彈簧(2)和數個制動塊(4); 所述凸輪(7)位於車輪輪轂(I)中心； 所述扇形輪(3)為連軸扇形輪，環設在凸輪(7)上； 所述三個板彈簧(2)設置在扇形輪(3)的外圈，每個板彈簧(2)的內側設有半圓形凹槽，扇形輪(3)的軸安裝在板彈簧(2)的半圓形凹槽內；所述板彈簧(2)在制動時具有變形量，以便控制制動力的大小且使手感舒適； 所述制動塊(4)設置在車輪輪轂(I)的內緣，凸輪(7)推動扇形輪(3)、板彈簧(2)和制動塊(4)作徑向運動，使制動塊(4)與輪轂(I)壓緊而實現制動； 在制動過程中扇形輪(3)僅作轉動和徑向移動，而沒有周向運動，由此使得制動塊(4)受力對稱、運動平穩；而在平時扇形輪(3)與凸輪(7)呈嚙合狀地相互緊貼，使扇形輪(3)穩定地保持在初始位置。2.根據權利要求1所述的彈性制動器，其特徵在於:所述每個板彈簧(2)的內側設有兩個半圓形凹槽，三個板彈簧(2 )的內側設有六個半圓形凹槽，在每個半圓形凹槽內安裝一個扇形輪(3)連軸。3.根據權利要求1所述的彈性制動器，其特徵在於:所述制動塊(4)的數量設為三個，制動塊(4)為鋼質制動塊。4.根據權利要求1所述的彈性制動器，其特徵在於:它還包括擋塊(5);所述擋塊(5)設置在制動塊(4)的旁側，以阻止制動塊(4)作周向運動。5.根據權利要求4所述的彈性制動器，其特徵在於:所述擋塊(5)的數量設為三個。6.根據權利要求1所述的彈性制動器，其特徵在於:它還包括恢復彈簧(6);所述恢復彈簧(6)為薄型板彈簧，該薄型板彈簧的中點處與擋塊(5)接觸，薄型板彈簧的兩端與制動塊(4)接觸。7.根據權利要求1所述的彈性制動器，其特徵在於:所述板彈簧(2)的外表面曲線的曲率半徑比制動塊(4)內表面曲線的曲率半徑小，用以提高制動器的性能。
【文檔編號】F16D51-36GK204300193SQ201420768903
【發明者】葉雪峰 [申請人]葉雪峰