CN113531008B - 一种常锁式偏心圆自锁型刹车装置及其使用方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及到碟刹刹车技术领域，尤其是涉及一种常锁式偏心圆自锁型刹车装置及其使用方法，利用偏心圆传动结构特点，具有高可靠性、自动对中、同时具有自锁特性的常锁式刹车方式，包括弹性轴套、卡钳、右摩擦片、支撑架、刹车片、左摩擦片，支撑架通过弹性轴套安装在卡钳的一侧，弹性轴套内部安装轴向的导向柱，导向柱的一端连接竖向的左摩擦片，支撑架和卡钳之间设置右摩擦片，刹车片安装于支撑架和左摩擦片之间，卡钳远离右摩擦片的端面上设有碟簧架，偏心圆通过偏心孔圆轴安装在碟簧架上，偏心圆能够绕偏心孔圆轴转动，偏心圆内部安装有碟簧，推杆与卡钳能够横向相对移动，偏心圆的外侧连接有刹车线。

Description

一种常锁式偏心圆自锁型刹车装置及其使用方法
技术领域
本发明涉及到碟刹刹车技术领域，尤其是涉及一种常锁式偏心圆自锁型刹车装置及其使用方法。
背景技术
随着人们安全意识的提高，常态下处于解锁状态依靠人为主动刹车的刹车方式已经不能满足人们的需求，常锁式刹车越来越重要，尤其在摇晃的船舰上、大型医疗设备、婴儿车以及矿区运货工具尤为重要。在主动刹车领域主要应用的常开式刹车，由于人为操作的原因，一些主动刹车存在很大的安全隐患，比如带刹车的万向轮、婴儿车上用的刹车。目前市场上各种形式的刹车都是常开式刹车方式，尤其涉及碟刹领域都是主动刹车方式，已经不能满足要求。目前在常锁式刹车装置研究中，主要有刚性刹车方式和柔性刹车方式两大类，在刚性常锁式刹车装置中，刚性刹车对机械结构冲击大，尤其是在运动过程中刹车时，非常容易损坏，比如通过采用卡齿轮或者卡车轮，影响用户体验；在柔性常锁式刹车装置中，主要采用液压碟刹结构，在常锁式液压碟刹装置中，主要采用液压传动，摩擦片的正压力主要通过弹簧提供，由于液压碟刹装置结构复杂，非常不利于加工，常态下液压油处于压力状态，液压***在长期的工作状态下会发生泄漏，由于漏油发生失效，同时没有自锁功能，采用液压方式的碟刹装置可靠性很低，不能满足现在的要求。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术的不足，提供了一种常锁式偏心圆自锁型刹车装置及其使用方法，利用偏心圆传动结构特点，具有高可靠性、自动对中、同时具有自锁特性的常锁式刹车方式。
本发明通过以下技术方案实现：
一种常锁式偏心圆自锁型刹车装置，包括弹性轴套、卡钳、右摩擦片、支撑架、刹车片、左摩擦片，卡钳上设置横向的通孔，弹性轴套贯穿固定在所述通孔内，支撑架通过弹性轴套安装在卡钳的一侧，弹性轴套内部安装轴向的导向柱，导向柱的一端深入弹性轴套的内侧，另一端伸出弹性轴套的外侧并连接竖向的左摩擦片，所述支撑架和所述卡钳之间设置右摩擦片，所述右摩擦片能够穿过所述支撑架并与刹车片相接触；刹车片安装于支撑架和左摩擦片之间，所述卡钳远离所述右摩擦片的端面上设有碟簧架，碟簧架的上端安装有竖向的偏心孔圆轴，偏心圆通过偏心孔圆轴安装在碟簧架上，偏心圆能够绕偏心孔圆轴转动，偏心圆内部安装有碟簧，所述卡钳上靠近所述偏心圆的位置开设横向的孔道，横向的推杆安装在所述孔道内，所述推杆与卡钳能够横向相对移动，推杆的一端能够和所述偏心圆接触，其另一端能够和所述右摩擦片接触，所述偏心圆的外侧连接有刹车线。
一种优选的技术方案中，所述支撑架为门形支架，所述卡钳为竖向轴对称结构，所述支撑架和卡钳之间的两侧对称连接有两个弹性轴套。
一种优选的技术方案中，所述右摩擦片为阶梯形竖向块，其左侧部分的尺寸小于右侧部分的尺寸并且能够穿过所述支撑架与刹车片相接触，其右侧部分不能穿过所述支撑架。
一种优选的技术方案中，所述导向柱包括伸入弹性轴套内侧的前导向柱和伸出弹性轴套的外侧的后导向柱。
一种优选的技术方案中，所述卡钳上设有L型板，L型板将左摩擦片及其内侧部件进行包围并对左摩擦片起到限位作用。
一种优选的技术方案中，还包括碟簧罩，所述碟簧罩固定在碟簧架上，碟簧罩的顶部中心有碟簧罩孔，且连接有垂直向下的碟簧轴，所述碟簧通过碟簧轴连接在碟簧罩上，碟簧的一端固定在所述偏心圆的内侧面，另一端通过碟簧轴安装在碟簧罩上。
一种优选的技术方案中，所述刹车线穿过碟簧罩并延伸至碟簧罩的外侧。
一种常锁式偏心圆自锁型刹车装置的使用方法，是根据任一项上述的一种常锁式偏心圆自锁型刹车装置实现的，刹车时，通过碟簧带动偏心圆绕偏心孔圆轴转动，偏心圆推动推杆相对卡钳向孔道内移动，推杆推动右摩擦片移动，当右摩擦片和刹车片接触后会受到刹车片向右的轴向力，支撑架和左摩擦片会沿着导向柱向右压缩弹性轴套，使得整体向右移动，左摩擦片靠近刹车片，右摩擦片远离刹车片，实现左摩擦片和右摩擦片自动对中，有效避免刹车片两侧受力不均匀，进而右摩擦片和左摩擦片逐渐将刹车片抱死，实现刹车；解锁时，拉动刹车线，刹车线带动偏心圆绕偏心孔圆轴转动，通过拉紧刹车线使偏心圆克服碟簧的弹力而转动，将偏心圆和推杆分开，从而将右摩擦片和左摩擦片的之间的正压力释放，进而实现对刹车片的刹车过程解锁。
本发明的有益效果是：采用偏心圆传动方式，充分利用了偏心圆在转动中心和几何中心连线垂直接触面时具有自锁功能，避免了使用液压***由于漏油导致无法刹车的可能，同时采用碟簧和偏心圆进行力传递，实现了弹簧力对偏心圆转动的控制，利用偏心圆的自锁功能实现了常锁式刹车的高可靠性；同时在刹车过程中除刹车片位置固定，其他均可整体沿导向柱左右滑动，实现了在刹车过程中两侧的摩擦片同时动作，使得整个刹车过程刹车片两侧受力均匀，避免了摩擦片动作时一侧受力导致刹车片变形的可能，整套机构整体结构简单，降低了零部件的加工难度，大大降低了加工成本，同时在碟簧半径变大过程中弹簧力变化均匀，使用方便。
附图说明
图1是本发明的一个实施例的立体结构示意图。
图2是本发明的一个实施例解锁状态下的结构***图。
图中标号如下：
1、碟簧罩；2、刹车线；3、连接螺钉；4、碟簧罩孔；5、偏心孔圆轴；6、碟簧；7、碟簧轴；8、偏心圆；9、碟簧架；10、弹性轴套；11、推杆；12、卡钳；13、后导向柱；14、前导向柱；15、右摩擦片；16、支撑架；17、刹车片；18、左摩擦片；19、L型板。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语口径向”、“轴向”、“上”、“下”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
如图1和图2所示，本发明实施例提供了一种常锁式偏心圆自锁型刹车装置，包括弹性轴套10、卡钳12、右摩擦片15、支撑架16、刹车片17、左摩擦片18，卡钳12上设置横向的通孔，弹性轴套10贯穿固定在所述通孔内，弹性轴套10为任意弹性材质制成的能够横向伸缩的空心套件，其可以采用任意方式与卡钳12上的横向的通孔内侧进行固定连接，例如可以但不限于采用胶黏、卡扣、铆接等方式连接；支撑架16通过弹性轴套10安装在卡钳12的左侧，弹性轴套10内部安装轴向的导向柱，导向柱的一端伸入弹性轴套10的内侧，另一端伸出弹性轴套10的外侧并连接竖向的左摩擦片18，所述支撑架16和所述卡钳12之间设置右摩擦片15，所述右摩擦片15能够穿过所述支撑架16并与刹车片17相接触；刹车片17安装于支撑架16和左摩擦片18之间，所述卡钳12远离所述右摩擦片15的右侧端面上设有水平方向的碟簧架9，碟簧架9的上端安装有竖向的偏心孔圆轴5，偏心圆8通过偏心孔圆轴5安装在碟簧架9上，偏心圆8能够绕偏心孔圆轴5转动，偏心圆8内部安装有碟簧6，所述卡钳12上靠近所述偏心圆8的位置开设横向的孔道，横向的推杆11安装在所述孔道内，所述推杆11与卡钳12能够横向相对移动，推杆11的右端能够和所述偏心圆8接触，其左端能够和所述右摩擦片15接触，所述偏心圆8的外侧连接有刹车线2。
支撑架16通过弹性轴套10安装在卡钳12上，支撑架16可以沿弹性轴套10的伸缩方向左右滑动，刹车片17安装于右摩擦片15和左摩擦片18之间，松开刹车线，在碟簧6在弹力的作用下，使得偏心圆8绕偏心孔圆轴5旋转，偏心圆8与推杆11接触，推动推杆11向左运动，推杆11推动右摩擦片15向左移动，当右摩擦片15和刹车片17接触后会受到刹车片向右的轴向力，支撑架16和左摩擦片18会沿着导向柱向右压缩弹性轴套10，使得整体向右移动，左摩擦片18靠近刹车片17，右摩擦片15远离刹车片17，实现左摩擦片18和右摩擦片15自动对中，有效避免刹车片两侧受力不均匀，进而右摩擦片15和左摩擦片18逐渐将刹车片17抱死，实现刹车；由于偏心圆8的圆心和转动中心的连线平行于前导向柱14的轴线，即垂直于推杆11和偏心圆8的接触端面，使得偏心圆8固定不转，整个装置自锁，无外力情况下刹车片始终被抱死，保证了该装置刹车的可靠性；解锁时，拉动刹车线2，刹车线2带动偏心圆8绕偏心孔圆轴5转动，通过拉紧刹车线2使偏心圆8克服碟簧6的弹力而转动，将偏心圆8和推杆11分开，从而将右摩擦片15和左摩擦片18的之间的正压力释放，进而实现对刹车片17的刹车过程解锁。
本发明采用偏心圆传动方式，充分利用了偏心圆在转动中心和几何中心连线垂直接触面时具有自锁功能，避免了使用液压***由于漏油导致无法刹车的可能，同时采用碟簧和偏心圆进行力传递，实现了弹簧力对偏心圆转动的控制，利用偏心圆的自锁功能实现了常锁式刹车的高可靠性；同时在刹车过程中除刹车片位置固定，其他均可整体沿导向柱左右滑动，实现了在刹车过程中两侧的摩擦片同时动作，使得整个刹车过程刹车片两侧受力均匀，避免了摩擦片动作时一侧受力导致刹车片变形的可能，整套机构整体结构简单，降低了零部件的加工难度，大大降低了加工成本，同时在碟簧半径变大过程中弹簧力变化均匀，使用方便。
支撑架16的整体作用是支撑左摩擦片18和右摩擦片15的自动对中运动，支撑架16可以采用任意适合实现本发明目的的形状和方式，作为本发明的一种具体的实施方式，支撑架16为门形支架，所述卡钳12为竖向轴对称结构，具体的，卡钳12为“凸”字形结构，所述支撑架16和卡钳12之间的底部两侧对称连接有两个弹性轴套10，支撑架16可以沿弹性轴套10的伸缩方向左右平衡滑动，进一步增强刹车片两侧受力的均匀性，提高了装置的整体可靠性。
作为本发明的一种具体的实施方式，右摩擦片15为阶梯形竖向块，其左侧部分的尺寸小于右侧部分的尺寸并且能够穿过所述支撑架16与刹车片17相接触，其右侧部分不能穿过所述支撑架16；当支撑架16和左摩擦片18沿着导向柱向右压缩弹性轴套10时，左摩擦片18靠近刹车片17，右摩擦片15沿其左侧部分远离刹车片17，实现左摩擦片18和右摩擦片15自动对中，右摩擦片15的右侧部分起到限位作用；应当理解的是，右摩擦片15还可以设置为其他形状，只要其形状能够和支撑架16的形状相匹配能够实现上述目的均可应用于本发明。
作为本发明的一种具体的实施方式，导向柱包括伸入弹性轴套10的内侧的前导向柱13和伸出弹性轴套10的外侧的后导向柱14，前导向柱13和后导向柱14对支撑架16、左摩擦片18和右摩擦片15的运动起到导向作用。
作为本发明的一种具体的实施方式，卡钳12上设有L型板19，L型板19将左摩擦片18及其内侧部件进行包围并对左摩擦片18起到限位作用。
作为本发明的一种具体的实施方式，还包括碟簧罩1，所述碟簧罩1通过连接螺钉3固定在碟簧架9上，碟簧罩1的顶部开设中心碟簧罩孔4，通过中心碟簧罩孔4连接有垂直向下的碟簧轴7，所述碟簧6通过碟簧轴7连接在碟簧罩1上，碟簧6的一端固定在所述偏心圆8的内侧面，另一端通过碟簧轴7安装在碟簧罩1上；应当说明的是，碟簧罩1的作用是方便安装和保护碟簧6，偏心圆8安装在碟簧罩1的内部，碟簧罩1位于偏心圆8靠近推杆11的侧面应为开口状，碟簧罩1可采用任意适合的形状。
作为本发明的一种具体的实施方式，刹车线2穿过碟簧罩1并延伸至碟簧罩1的外侧，解锁过程，拉动刹车线2相对碟簧罩1运动，由于刹车线2固连在偏心圆8上，刹车线2带动偏心圆8绕偏心孔圆轴5转动，通过拉紧刹车线2使偏心圆8克服碟簧6弹力而转动，将偏心圆8和推杆11分开，从而将右摩擦片15和左摩擦片18的之间的正压力释放，进而实现对左摩擦片18的刹车过程解锁。
作为本发明的一种具体的实施方式，推杆11包括能够伸入卡钳12上横向的孔道内部的圆杆部，圆杆部的外端连接栓部，用于与所述偏心圆8接触并进行限位。
本发明实施例的一种常锁式偏心圆自锁型刹车装置的使用方法，刹车时，通过碟簧6带动偏心圆8绕偏心孔圆轴5转动，偏心圆8推动推杆11相对卡钳12向孔道内移动，推杆11推动右摩擦片15移动，当右摩擦片15和刹车片17接触后会受到刹车片17向右的轴向力，支撑架16和左摩擦片18会沿着导向柱向右压缩弹性轴套10，使得整体向右移动，左摩擦片18靠近刹车片17，右摩擦片15远离刹车片17，实现左摩擦片18和右摩擦片15自动对中，有效避免刹车片两侧受力不均匀，进而右摩擦片15和左摩擦片18逐渐将刹车片17抱死，实现刹车；解锁时，拉动刹车线2，刹车线2带动偏心圆8绕偏心孔圆轴5转动，通过拉紧刹车线2使偏心圆8克服碟簧6的弹力而转动，将偏心圆8和推杆11分开，从而将右摩擦片15和左摩擦片18的之间的正压力释放，进而实现对刹车片17的刹车过程解锁。
最后应说明的是：以上所述各实施例仅用于说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或全部技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (6)

1.一种常锁式偏心圆自锁型刹车装置，其特征在于，包括弹性轴套(10)、卡钳(12)、右摩擦片(15)、支撑架(16)、刹车片(17)、左摩擦片(18)，卡钳(12)上设置横向的通孔，弹性轴套(10)贯穿固定在所述通孔内，支撑架(16)通过弹性轴套(10)安装在卡钳(12)的一侧，弹性轴套(10)内部安装轴向的导向柱，导向柱的一端伸入弹性轴套(10)的内侧，另一端伸出弹性轴套(10)的外侧并连接竖向的左摩擦片(18)，所述支撑架(16)和所述卡钳(12)之间设置右摩擦片(15)，所述右摩擦片(15)能够穿过所述支撑架(16)并与刹车片(17)相接触；刹车片(17)安装于支撑架(16)和左摩擦片(18)之间，所述卡钳(12)远离所述右摩擦片(15)的端面上设有碟簧架(9)，碟簧架(9)的上端安装有竖向的偏心孔圆轴(5)，偏心圆(8)通过偏心孔圆轴(5)安装在碟簧架(9)上，偏心圆(8)能够绕偏心孔圆轴(5)转动，偏心圆(8)内部安装有碟簧(6)，所述卡钳(12)上靠近所述偏心圆(8)的位置开设横向的孔道，横向的推杆(11)安装在所述孔道内，所述推杆(11)与卡钳(12)能够横向相对移动，推杆(11)的一端能够和所述偏心圆(8)接触，其另一端能够和所述右摩擦片(15)接触，所述偏心圆(8)的外侧连接有刹车线(2)，所述支撑架(16)为门形支架，所述卡钳(12)为竖向轴对称结构，所述支撑架(16)和卡钳(12)之间的两侧对称连接有两个弹性轴套(10)，所述导向柱包括伸入弹性轴套(10)的内侧的前导向柱(14)和伸出弹性轴套(10)的外侧的后导向柱(13)。
2.根据权利要求1中所述的一种常锁式偏心圆自锁型刹车装置，其特征在于，所述右摩擦片(15)为阶梯形竖向块，其左侧部分的尺寸小于右侧部分的尺寸并且能够穿过所述支撑架(16)与刹车片(17)相接触，其右侧部分不能穿过所述支撑架(16)。
3.根据权利要求1中所述的一种常锁式偏心圆自锁型刹车装置，其特征在于，所述卡钳(12)上设有L型板(19)，L型板(19)将左摩擦片(18)及其内侧部件进行包围并对左摩擦片(18)起到限位作用。
4.根据权利要求1中所述的一种常锁式偏心圆自锁型刹车装置，其特征在于，还包括碟簧罩(1)，所述碟簧罩(1)固定在碟簧架(9)上，碟簧罩(1)的顶部中心有碟簧罩孔(4)，通过碟簧罩孔(4)连接有垂直向下的碟簧轴(7)，所述碟簧(6)通过碟簧轴(7)连接在碟簧罩(1)上，碟簧(6)的一端固定在所述偏心圆(8)的内侧面，另一端通过碟簧轴(7)安装在碟簧罩(1)上。
5.根据权利要求4中所述的一种常锁式偏心圆自锁型刹车装置，其特征在于，所述刹车线(2)穿过碟簧罩(1)并延伸至碟簧罩(1)的外侧。
6.一种常锁式偏心圆自锁型刹车装置的使用方法，其特征在于，是根据权利要求1-5任一项所述的一种常锁式偏心圆自锁型刹车装置实现的，刹车时，通过碟簧(6)带动偏心圆(8)绕偏心孔圆轴(5)转动，偏心圆(8)推动推杆(11)相对卡钳(12)向孔道内移动，推杆(11)推动右摩擦片(15)移动，当右摩擦片(15)和刹车片(17)接触后会受到刹车片(17)向右的轴向力，支撑架(16)和左摩擦片(18)会沿着导向柱向右压缩弹性轴套(10)，使得整体向右移动，左摩擦片(18)靠近刹车片(17)，右摩擦片(15)远离刹车片(17)，实现左摩擦片(18)和右摩擦片(15)自动对中，有效避免刹车片两侧受力不均匀，进而右摩擦片(15)和左摩擦片(18)逐渐将刹车片(17)抱死，实现刹车；解锁时，拉动刹车线(2)，刹车线(2)带动偏心圆(8)绕偏心孔圆轴(5)转动，通过拉紧刹车线(2)使偏心圆(8)克服碟簧(6)的弹力而转动，将偏心圆(8)和推杆(11)分开，从而将右摩擦片(15)和左摩擦片(18)的之间的正压力释放，进而实现对刹车片(17)的刹车过程解锁。
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