CN109153372B - 用于坡路安全移动的智能制动器*** - Google Patents

用于坡路安全移动的智能制动器*** Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种智能制动器***，更详细地涉及一种利用重力和浮力的制动器自动控制***，即，若在下坡移动，则启动制动器来控制成减速模式，若在上坡移动，则以不后退的方式控制成棘轮模式，从而即使在坡路地带也能安全地移动。

Description

用于坡路安全移动的智能制动器***
技术领域
本发明涉及智能制动器***，更详细地涉及利用重力和浮力的制动器自动控制***，即，若在下坡移动，则启动制动器来控制成减速模式，若在上坡移动，则以不后退的方式控制成棘轮模式，从而即使在坡路地带也能安全地移动。
背景技术
通常，轮椅、婴儿车、助行器等具有车轮的移动工具在平地上能维持速度，但由于在下坡路上移动时会加速，在上坡路上移动时会后退，所以存在频繁发生安全事故的问题。
尤其，轮椅作为身体不便的患者乘坐的移动工具，由于是身体不便的患者乘坐，在上坡路或下坡路上移动的情况下，发生安全事故的风险非常高，因此在上坡路或下坡路上移动的情况下，需要格外注意。
但是，不管再怎么格外注意，身体不便的患者在上下坡路上很难控制轮椅的速度，所以存在频繁发生安全事故的问题。
尤其，轮椅在下坡路上会加速并以较快的速度移动，乘坐人会因摔伤或者二次碰撞而受重伤。在上坡路上，轮椅有可能在上行的过程中后退，乘坐人会因摔伤或者二次碰撞而受重伤。
并且，对婴儿车而言，监护人在后面推着婴儿车进行移动，在坡路上移动时，存在具有与轮椅相同的安全事故风险的问题。
而且，幼儿或儿童乘坐的自行车也具有较大的在上下坡路上发生安全事故的隐患，因此，作为设置车轮来进行移动的移动工具来在坡路移动时，具有很大的安全事故隐患。
发明内容
要解决的问题
本发明为了解决上述问题而提出，本发明的目的在于，提供一种利用重力和浮力的用于坡路安全移动的智能制动器***，即，通过维持浮力，来在平地、上坡路或下坡路上根据重力变化自动启动制动器，由此，可预先防止在坡路移动时有可能中的安全事故。
解决问题的方案
本发明的用于坡路安全移动的智能制动器***的特征在于，包括：多重制动器，包括在下坡路移动时工作的减速制动器和在上坡路移动时工作的棘轮制动器；制动器控制部，根据基于在下坡路或者上坡路移动而产生的流体的浮力变动，择一性地控制上述减速制动器或者棘轮制动器的工作。
本发明的特征在于，上述多重制动器包括：减速制动器，用于在下坡路移动时进行减速；棘轮制动器，在同一轴上与上述减速制动器相邻形成，在上坡移动时，通过卡住棘轮来防止后退；以及制动鼓，同时收容上述减速制动器和棘轮制动器，在上述制动鼓的棘轮制动器收容部形成有与棘轮制动器的棘轮相对应的棘轮槽。
本发明的特征在于，上述制动器控制部包括：流体缸，用于注入流体；转动轴，以可转动的方式与车轮轴相结合；一对第一弹簧，分别与上述转动轴和一对减速制动器相连接；一对第二弹簧，分别与上述转动轴和一对棘轮制动器相连接；以及转动杆，与上述转动轴相结合，支撑在上述流体缸的流体，为了维持浮力，根据上述流体的重力变化左右移动。
本发明的特征在于，上述一对第一弹簧和一对第二弹簧以大致相互垂直的方式与转动轴相结合，当基于下坡移动来使上述转动杆沿着前进方向移动时，仅向上述一对第一弹簧传递力，由此使减速制动器工作，当基于上坡移动来使上述转动杆沿着后退方向移动时，仅向上述一对第二弹簧传递力，由此使棘轮制动器工作，因此根据上述转动轴的转动，择一性地仅向多重制动器中的一个制动器传递力。
本发明的特征在于，上述多重制动器包括：减速制动器，形成根据缆绳的张力进行制动或解除制动的形态；以及棘轮制动器，在制动器形成有棘轮，并包括根据缆绳的张力变化卡在上述棘轮的棘轮杆，上述减速制动器和棘轮制动器在同一轴上并列形成。
本发明的特征在于，上述制动器控制部包括：流体缸，以不与车轮形成一体的方式固定设置，以能够通过轴进行转动的方式形成，由此在坡路上沿着重力方向转动，即使在坡路移动，也顺应重力方向使流体缸的姿势(角度)始终维持，而不产生变化；以及转动体，以维持浮力的方式根据上述流体缸内的流体的变化而转动，上述转动体的一端与减速制动器缆绳相结合，另一端与棘轮制动器缆绳相结合。
本发明的特征在于，在平地上，由于流体维持平衡，因而上述转动体处于制动器不工作的状态，若在下坡移动，则因流体缸的姿势固定，所以只有内部的流体因重力变换成一端高度低且另一端高度高的倾斜状态，为了维持浮力，上述转动体一端的高度变低，由此，在减速制动器缆绳产生拉拽的张力，随着制动器缆绳越来越紧绷来使减速制动器工作，若在上坡移动，则因流体缸的姿势固定，所以只有内部的流体因重力变换成一端高度高且另一端高度低的反方向倾斜状态，为了维持浮力，上述转动体另一端的高度变低，由此，在棘轮制动器缆绳产生拉拽的张力，随着棘轮杆(230)工作，来卡在棘轮制动器的棘轮，由此使棘轮制动器工作。
本发明的特征在于，上述多重制动器包括：减速制动器，形成有齿轮组；以及棘轮制动器，形成有齿轮组，上述减速制动器和棘轮制动器平行设置于不同的轴。
本发明的特征在于，上述制动器控制部包括：流体缸；转动体，以维持浮力的方式根据上述流体缸内的流体的变化而转动，上述转动体的一端与减速制动器缆绳相结合，另一端与棘轮制动器缆绳相结合，在车轮形成车轮齿轮；车轮齿轮，在车轮形成有齿轮组；第一齿轮，形成于上述减速制动器与车轮齿轮之间；以及第二齿轮，形成于上述棘轮制动器与车轮齿轮之间。
本发明的特征在于，上述流体缸形成固定设置之后根据基于坡路移动而产生的地形变化来使流体缸的姿势(角度)产生变化的结构。
发明的效果
如上所述，本发明的智能制动器***通过在上坡路或者下坡路上的重力变化来使得两个不同的制动器择一性地自动工作，由此将产生可预先防止在上坡或者下坡等的坡路移动时有可能产生的安全事故。
附图说明
图1为简要示出本发明优选实施例的形成于车轮轴的制动器控制***的图。
图2为示出图1中的制动器控制***在下坡或上坡上的工作状态的图。
图3为图1中的制动器控制***的分解立体图。
图4为示出安装图1中的制动器控制***的框架的图。
图5为图1中的制动器控制部的详细结构图。
图6为示出在流体缸内形成止水板的情况的图。
图7为图1中的减速制动器的详细结构图。
图8为图1中的棘轮制动器的详细结构图。
图9为简要示出再一实施例的制动器***的结构图。
图10为示出图9中的制动器控制***在下坡和上坡上的工作状态的图。
图11及图12为示出安装图9中的制动器***的图。
图13为简要示出另一实施例的制动器***的结构图。
图14和图15为示出图13中的制动器控制***在下坡和上坡上的工作状态的图。
具体实施方式
本发明的智能制动器***可包括：第一制动器，在下坡移动时工作；第二制动器，在上坡移动时工作；以及制动器控制部，根据重力变化择一性地控制上述第一制动器和第二制动器的工作。
即，本发明可包括：多重制动器，包括在下坡路移动时工作的减速制动器和在上坡路移动时工作的棘轮制动器；以及制动器控制部，根据基于在下坡路或者上坡路移动而产生的流体的浮力变动，择一性地控制上述减速制动器或者棘轮制动器的工作。
以下，参考附图，对本发明的具体实施例进行详细说明。
本发明的智能制动器***可用在轮椅、婴儿车、助行器、购物车、手推车、手摇车、两轮推车、自行车等有车轮的移动工具，尤其是人力移动工具。
图1为简要示出本发明优选实施例的形成于车轮轴的制动器控制***的图。图2为示出图1中的制动器控制***在下坡或上坡上的工作状态的图示。
参考图1和图2，本发明的智能制动器***可包括：第一制动器，在下坡路移动时工作；第二制动器，在上坡路移动时工作；以及制动器控制部，根据重力变化择一性地控制上述第一制动器和第二制动器的工作。
即，本发明可包括：多重制动器，包括在下坡路移动时工作的减速制动器10和在上坡路移动时工作的棘轮制动器20；以及制动器控制部30，根据基于在下坡路或者上坡路移动而产生的流体的重力或浮力变动，控制上述减速制动器或者棘轮制动器的工作。
上述多重制动器包括：减速制动器10和棘轮制动器20，在同一轴上并列形成；以及制动鼓，同时收容上述减速制动器和棘轮制动器，在上述制动鼓的棘轮制动器收容部形成有与棘轮制动器的棘轮相对应的棘轮槽。上述棘轮和棘轮槽能够以具有仅可向一方向移动的方向性的方式形成，在棘轮卡在棘轮槽的情况下，只能向前进方向移动，无法向后退方向移动。
因此，当减速制动器工作时，减速制动器与鼓的内部面相接触，来降低速度，当棘轮制动器工作时，棘轮与形成于鼓内部的棘轮槽相接触，即使停止移动，也不会向后退方向后退，能够保持在当前位置，只能向前进方向移动。
即，当在下坡移动时，通过减速制动器来控制成减速模式，当在上坡移动时，通过棘轮制动器来控制成棘轮模式，在平地移动时，制动器不工作。
而且，上述减速制动器10和棘轮制动器20分别形成相向的一对。
上述制动器控制部30可包括：流体缸，用于注入流体；转动轴310，以可转动的方式与车轮轴相结合；一对第一弹簧321、322，分别与上述转动轴310和上述一对减速制动器相连接；一对第二弹簧331、332，分别与上述转动轴和上述一对棘轮制动器相连接；以及转动杆340，与上述转动轴相结合，支撑在上述流体缸的流体，为了维持浮力，根据上述流体的重力变化左右移动。
上述转动轴310呈椭圆形状，上述一对第一弹簧321、322和一对第二弹簧331、332以大致相互垂直的方式与转动轴310相结合，当向上述转动杆340的前进方向移动时，仅向上述一对第一弹簧传递力，当向上述转动杆340的后退方向移动时，仅向上述一对第二弹簧331、332传递力，因此根据上述转动轴310的转动，择一性地仅向多重制动器中的一个制动器传递力。
其中，因为浮力，转动杆340以漂浮在上述流体缸的形态配置，在车轮在平地移动的情况下，上述转动轴一直位于中心，将处于制动器不工作的状态。
但是，在上述车轮在下坡路或上坡路上移动时，重力作用于斜度低的方向，上述流体向一侧倾斜，为了维持浮力，上述转动杆向重力作用方向移动，并使制动器启动。
上述流体缸作为注入并保管流体的缸，起到使得流体根据基于坡路移动而产生的重力变化来移动以及为维持浮力而通过使转动杆移动来控制上述多重制动器的工作的作用。
其中，只要上述流体为水之类的液体，则均可以使用，可以是混合两种以上的液体而成的液体。
而且，为了提供浮力变化，优选地，上述流体填充到上述流体缸的1/4～3/4的范围。
上述流体缸以不与车轮形成一体的方式固定设置，以可通过轴进行转动的方式形成，由此在坡路上沿着重力方向转动，即使在坡路移动，也顺应重力方向使流体缸的姿势(角度)始终维持，而不产生变化。
即，虽然即使在坡路移动，流体缸也能保持姿势(角度)，但内部的流体会向重力低的方向倾斜，为了维持浮力，转动杆将向重力低的方向转动。
而且，当在下坡路移动时，上述减速制动器10工作，为了降低车轮的速度而以衬垫形态与制动鼓50相接触，从而降低速度。
当在上坡路移动时，上述棘轮制动器20工作，其作用为起到如下的制动作用，即，当通过使形成于棘轮制动器20的棘轮与形成于制动鼓50的棘轮槽相啮合来在移动过程中停止时不后退。
更具体地，如图2的(a)部分所示，在下坡路移动时，因下坡的倾斜度，使得注入到流体缸内的流体的重力作用朝向前侧，致使流体向前侧倾斜。由此，为了维持上述浮力，上述转动杆移动到流体移动的前侧，按照一定的位移转动。
由此，与上述转动杆相连接的转动轴受到转动的力，弹力作用到与上述转动轴相连接的第一弹簧，使得减速制动器工作，来与制动鼓相接触，从而降低速度。
其中，并不像自行车的刹车那样完全减速并停止，而是采用通过使减速制动器与制动鼓相接触来进行减速的原理，可通过调节减速制动器与制动鼓之间的接触面积和力，来预设降低的速度。
而且，如图2的(b)部分所示，当在上坡移动时，注入到流体缸内的流体相反因上坡倾斜度而向后侧倾斜，重力也变换成相反方向，而为了维持浮力，转动杆也向作为反方向的后侧移动。
由此，反方向转动的力作用到与上述转动杆相连接的转动轴，弹力作用到与上述转动轴相连接的第二弹簧，使得棘轮制动器工作，棘轮制动器的棘轮与形成于制动鼓的棘轮槽相啮合。上述棘轮和棘轮槽形成仅可向一方向移动的形态，车轮只能向前进方向移动，不能向后退方向移动。
因此，当在上坡路移动时，即使车轮停止移动，棘轮也处于固定在棘轮槽的状态，所以不会向后退，处于车轮只能向上坡方向移动的状态，从而保障安全。
而且，本发明可以设置如图6所示的止水板410，以此来防止流体缸内部的转动杆轴向晃动或在平地也左右移动，上述止水板410可以为多个。
图9为简要示出再一实施例的制动器***的结构图，图10为示出图9中的制动器控制***在下坡和上坡上的工作状态的图。图11及图12为示出安装图9中的制动器***的图。
根据图9和图10中的实施例，只有利用重力的制动器控制部的结构及与其相结合的减速制动器的结构和棘轮制动器的结构不同，而具体的动作和效果都与图1和图2中的实施例相同。
因此，只对与图1和图2的实施例有区别的结构进行说明。
本实施例没有与制动鼓对应的结构，并且减速制动器和棘轮制动器自主工作，从而执行减速或者卡住的功能。
为此，上述减速制动器10以根据缆绳的张力制动或解除制动的形态构成，上述棘轮制动器20在制动器形成有棘轮，并包括根据缆绳的张力变化来卡在上述棘轮的棘轮杆230。
而且，上述制动器控制部包括根据流体缸内的流体维持浮力的转动体341，上述转动体341的一端与减速制动器缆绳323相结合，另一端与棘轮制动器缆绳333相结合。
并且，流体缸40不以固定方式设置，而被设置为可以移动，以此来顺应重力变化，所以，即使在坡路移动，流体缸的姿势会一直维持不变。因此，当在上坡或下坡移动时，流体缸维持姿势不变，但内部流体会随重力的变化向一侧倾斜。
其中，在平地上，由于流体维持平衡，因而上述转动体341处于制动器不工作的状态，若在下坡移动，则因流体缸的姿势固定，所以只有内部的流体因重力变换成一端高度低且另一端高度高的倾斜状态，为了维持浮力，上述转动体341一端的高度变低，由此，在减速制动器缆绳323产生拉拽的张力，随着制动器缆绳越来越紧绷来使减速制动器10工作。
相反地，若在上坡移动，则因流体缸的姿势固定，所以只有内部的流体因重力变换成一端高度高且另一端高度低的反方向倾斜状态，为了维持浮力，上述转动体341另一端的高度变低，由此，在棘轮制动器缆绳333产生拉拽的张力，随着棘轮杆230工作，来卡在棘轮制动器的棘轮，由此使棘轮制动器20工作。
图13为简要示出另一实施例的制动器***的结构图，图14和图15为示出图13中的制动器控制***在下坡和上坡上的工作状态的图。
图13至图15的实施例只有减速制动器和棘轮制动器的配置不同，具体的动作和效果与图9至图12的实施例相同。
因此，只对与图9至图12的实施例有区别的结构进行说明。
图9至图12的实施例与减速制动器和棘轮制动器相邻于同一轴的形态结构相反，本实施例的特征在于，减速制动器和棘轮制动器平行配置于不同轴。
而且，与图9至图12中的流体缸40固定设置的实施例不同，本实施例的特征在于具有根据基于在坡路移动而产生的地形变化来使得流体缸的姿势(角度)变化的结构(与图1至图2的实施例相同)。
并且，在本实施例中，减速制动器和棘轮制动器分别通过齿轮来与车轮齿轮相连接。
在车轮形成具有齿轮组的车轮齿轮510，减速制动器和棘轮制动器分别与齿轮相结合，来与上述车轮齿轮啮合。
更具体地，在上述减速制动器外部形成有齿轮组，通过与第一齿轮520相结合来与车轮齿轮510相啮合，并且，在上述棘轮制动器外部也形成有齿轮组，通过与第二齿轮530相结合来与车轮齿轮510相啮合。
以上，参照本发明的优选实施例来对本发明进行详细说明，但是本发明的保护范围不限定于上述实施例，在不脱离本发明的思想和技术领域的范围内，可由本发明相关技术领域的普通技术人员对本发明进行多种修改和变更。
产业上的可利用性
本发明的智能制动器控制***通过上坡路或下坡路上的重力变化来使得两个不同的制动器择一性地自动工作，因此，具有可以提前防范在上坡或下坡等的坡路移动时产生的安全事故的卓越效果，所以对于具有车轮的移动工具的制动器产业非常有用。

Claims (10)

1.一种用于坡路安全移动的智能制动器***，其特征在于，包括：
多重制动器，包括在下坡路移动时工作的减速制动器和在上坡路移动时工作的棘轮制动器；以及
制动器控制部，根据基于在下坡路或者上坡路移动而产生的流体的浮力变动，择一性地控制上述减速制动器或者棘轮制动器的工作。
2.根据权利要求1所述的用于坡路安全移动的智能制动器***，其特征在于，
上述多重制动器包括：
减速制动器，用于在下坡路移动时进行减速；
棘轮制动器，在同一轴上与上述减速制动器相邻形成，在上坡移动时，通过卡住棘轮来防止后退；以及
制动鼓，同时收容上述减速制动器和棘轮制动器，
在上述制动鼓的棘轮制动器收容部形成有与棘轮制动器的棘轮相对应的棘轮槽。
3.根据权利要求2所述的用于坡路安全移动的智能制动器***，其特征在于，上述制动器控制部包括：
流体缸，用于注入流体；
转动轴，以能够转动的方式与车轮轴相结合；
一对第一弹簧，分别与上述转动轴和一对减速制动器相连接；
一对第二弹簧，分别与上述转动轴和一对棘轮制动器相连接；以及
转动杆，与上述转动轴相结合，支撑在上述流体缸的流体，为了维持浮力，根据上述流体的重力变化左右移动。
4.根据权利要求3所述的用于坡路安全移动的智能制动器***，其特征在于，
上述一对第一弹簧和一对第二弹簧以大致相互垂直的方式与转动轴相结合，
当基于下坡移动来使上述转动杆沿着前进方向移动时，仅向上述一对第一弹簧传递力，由此使减速制动器工作，当基于上坡移动来使上述转动杆沿着后退方向移动时，仅向上述一对第二弹簧传递力，由此使棘轮制动器工作，因此根据上述转动轴的转动，择一性地仅向多重制动器中的一个制动器传递力。
5.根据权利要求1所述的用于坡路安全移动的智能制动器***，其特征在于，上述多重制动器包括：
减速制动器，形成根据缆绳的张力进行制动或解除制动的形态；以及
棘轮制动器，在制动器形成有棘轮，并包括根据缆绳的张力变化卡在上述棘轮的棘轮杆，
上述减速制动器和棘轮制动器在同一轴上并列形成。
6.根据权利要求5所述的用于坡路安全移动的智能制动器***，其特征在于，
上述制动器控制部包括：
流体缸，以不与车轮形成一体的方式固定设置，以能够通过轴进行转动的方式形成，由此在坡路上沿着重力方向转动，即使在坡路移动，也顺应重力方向使流体缸的姿势，即流体缸的角度始终维持，而不产生变化；以及
转动体，以维持浮力的方式根据上述流体缸内的流体的变化而转动，
上述转动体的一端与减速制动器缆绳相结合，另一端与棘轮制动器缆绳相结合。
7.根据权利要求6所述的用于坡路安全移动的智能制动器***，其特征在于，
在平地上，由于流体维持平衡，因而上述转动体处于制动器不工作的状态，
若在下坡移动，则因流体缸的姿势固定，所以只有内部的流体因重力变换成一端高度低且另一端高度高的倾斜状态，为了维持浮力，上述转动体一端的高度变低，由此，在减速制动器缆绳产生拉拽的张力，随着制动器缆绳越来越紧绷来使减速制动器工作，
若在上坡移动，则因流体缸的姿势固定，所以只有内部的流体因重力变换成一端高度高且另一端高度低的反方向倾斜状态，为了维持浮力，上述转动体另一端的高度变低，由此，在棘轮制动器缆绳产生拉拽的张力，随着棘轮杆(230)工作，来卡在棘轮制动器的棘轮，由此使棘轮制动器工作。
8.根据权利要求1所述的用于坡路安全移动的智能制动器***，其特征在于，
上述多重制动器包括：
减速制动器，形成有齿轮组；以及
棘轮制动器，形成有齿轮组，
上述减速制动器和棘轮制动器平行设置于不同的轴。
9.根据权利要求8所述的用于坡路安全移动的智能制动器***，其特征在于，
上述制动器控制部包括：
流体缸；
转动体，以维持浮力的方式根据上述流体缸内的流体的变化而转动，
上述转动体的一端与减速制动器缆绳相结合，另一端与棘轮制动器缆绳相结合；
车轮齿轮，在车轮形成有齿轮组；
第一齿轮，形成于上述减速制动器与车轮齿轮之间；以及
第二齿轮，形成于上述棘轮制动器与车轮齿轮之间。
10.根据权利要求3或9所述的用于坡路安全移动的智能制动器***，其特征在于，上述流体缸形成固定设置之后根据基于坡路移动而产生的地形变化来使流体缸的姿势即角度产生变化的结构。
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