CN114198434B - 一种摆臂式嵌合扩展制动装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及制动器技术领域，更具体地，涉及一种摆臂式嵌合扩展制动装置。该装置包括轮体和至少两个制动蹄，轮体铰接有若干摆臂，各摆臂绕轮体圆周方向均匀分布；摆臂一端与轮体铰接，另一端来回摆动穿过轮体最大外径；制动蹄绕轮体圆周方向分布，整体呈环形结构；两两制动蹄的端部之间连接有拉簧，拉簧两端分别卡接于两制动蹄端部，拉簧始终保持拉伸状态。轮体转动，摆臂在离心力作用下进行摆动，进而顶动各制动蹄并使制动蹄两两撑开，从而增大制动蹄的环形外径，进行制动。本发明作为自启式制动设备，当旋转加速度过快时，产生的离心力增大，摆臂逆着轮体转动方向摆动，自动顶出并撑开制动蹄进行制动，及时达到减速或限速的效果。

Description

一种摆臂式嵌合扩展制动装置

技术领域

本发明涉及制动器技术领域，更具体地，涉及一种摆臂式嵌合扩展制动装置。

背景技术

制动器是具有使运动部件(或运动机械)减速、停止或保持停止状态等功能的装置，是使机械中的运动件停止或减速的机械零件。在汽车或其他安全设备领域中，制动器的使用十分常见，目前，市面上的制动器种类多样，在不同的使用情景采用的形式也不多。

公开号为CN107830082A的中国专利在2018年03月23日公开了一种简易平衡制动器，该制动器为车用制动器，利用凸轮的转动形态推动制动蹄进行制动。但是，该制动器主要进行主动制动，需要人为操作才能实施制动。

发明内容

本发明为克服上述现有技术所述的缺陷，提供一种摆臂式嵌合扩展制动装置，利用旋转中的离心力作用，在高速旋转中摆臂摆动顶出，将相互嵌合的制动蹄撑开，及时实施制动，从而达到减速限速的效果。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种摆臂式嵌合扩展制动装置，包括轮体和至少两个制动蹄，所述轮体铰接有若干摆臂，各摆臂绕轮体圆周方向均匀分布；所述摆臂一端与轮体铰接，另一端来回摆动穿过轮体最大外径。所述制动蹄绕轮体圆周设置，整体呈环形结构；两两制动蹄的端部之间连接有拉簧，拉簧两端分别卡接于两制动蹄端部，所述拉簧始终保持拉伸状态。

轮体转动，摆臂在离心力作用下进行摆动，进而顶动各制动蹄并使制动蹄两两撑开，从而增大制动蹄的环形外径，进行制动；摆臂的摆动方向与轮体转动的方向相反。在使用时，轮体与外部转轴连接并同步转动。在轮体高速旋转时，制动蹄受离心力作用有向外扩展的趋势，同时，轮体上的摆臂受离心力作用，逆着轮体转动方向摆动，因而顶动制动蹄，使各制动蹄撑开，进行制动。当转速降低时，离心力作用减小，制动蹄的受拉簧拉力复位，制动效果减弱。

作为其中一种优选的方案，所述制动蹄端部设有用于容纳拉簧的拉簧孔，拉簧孔内径大于拉簧最大外径。两配合的制动蹄端部的拉簧孔中心对齐，以便放置拉簧。

作为其中一种优选的方案，所述拉簧孔内设有用于卡接拉簧端部的卡块。卡块设置在拉簧孔中，拉簧孔两端分别卡接在两制动蹄端部拉簧孔的卡块上。

作为其中一种优选的方案，所述制动蹄呈圆弧形，相互连接的两制动蹄的端部相嵌合；所述制动蹄的端部外侧沿圆弧方向延伸有配合块，端部内侧沿圆弧方向缩拢有配合槽；与之配合连接的制动蹄的端部外侧沿圆弧方向则缩拢有配合槽，端部内侧沿圆弧方向延伸有配合块；配合块与配合槽的尺寸相匹配。

两制动蹄的端部嵌合装配，在外观上更加美观，而且减少了结构上的尖角，避免划伤割伤。其中，在拉簧的拉力作用下，两个制动蹄的配合块与配合槽相互嵌合。采用该形式配合的制动蹄，相互间的摩擦阻力较小，只需克服拉簧的拉力便可以撑开制动，同时也便于复位。

作为其中一种优选的方案，所述摆臂中心对称设置，对称中心为轮体圆心。各摆臂均匀对称设置，在离心力作用下，摆动顶出至制动蹄内壁，推使制动蹄撑开。

作为其中一种优选的方案，所述摆臂为条形结构，摆臂的摆动一端设有顶块，所述顶块重量大于摆臂铰接一端的重量。摆臂设计成适合摆动的条形结构，其中摆动端的顶块重量占摆臂总重量的一半以上，在离心力的作用下，摆动趋势更明显。

作为其中一种优选的方案，所述轮体设有用于摆臂自由摆动的摆动腔，摆动腔与轮体外径相交的一侧挖空；所述摆动腔数量与摆臂一一对应，各摆动腔相互独立；所述摆动腔固定有用于铰接摆臂的固定轴。其中，摆动腔提供摆臂摆动的空间，同时也约束了摆臂的摆动范围。摆动腔为开放式结构，其与轮体外径相交的一侧挖空，以便摆臂摆出。

作为其中一种优选的方案，所述顶块为圆柱形结构或球形结构。顶块外边缘一般为圆弧面，便于减小顶出过程中的摩擦力。

作为其中一种优选的方案，还包括两侧外盖，所述外盖盖合于轮体的轴向两侧，并夹紧各制动蹄；所述外盖与轮体卡接固定。外盖覆盖在轮体、制动蹄两侧面，不影响顶块、制动蹄径向活动。

作为其中一种优选的方案，所述制动蹄的圆周外壁设有摩擦片。摩擦片为现有制动器常用的部件，主要用于增强制动蹄的制动效果和耐磨性能。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明公开了一种摆臂式嵌合扩展制动装置，可以作为自启式制动设备，当旋转加速度过快时，产生的离心力增大，摆臂逆着轮体转动方向摆动，自动顶出并撑开制动蹄进行制动，及时达到减速或限速的效果，减少人为失误。各制动蹄之间以嵌合的形式装配，在撑开时，摩擦阻力更小，制动效果更为灵敏。

附图说明

图1是本发明整体结构主视图。

图2是实施例1整体图。

图3是实施例1使用状态示意图。

图4是实施例1制动蹄端部的组装***图。

图5是实施例1制动蹄结构图。

图6是实施例1内部结构图。

图7是实施例2制动蹄组装示意图。

其中，1轮体,11摆动腔，12固定轴，2制动蹄，21配合块，22配合槽，3外盖，4摩擦片，5拉簧，51拉簧孔，52卡块，6摆臂，61顶块。

具体实施方式

附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。附图中描述位置关系仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制。

实施例1

如图1-3所示，本发明提供了一种摆臂式嵌合扩展制动装置，包括轮体1、两个制动蹄2和两侧外盖3，其中，两个制动蹄2为半圆形，两制动蹄2绕轮体1圆周方向设置，形成环形结构，两两制动蹄2的端部之间连接有拉簧5，拉簧5两端分别卡接于两制动蹄2端部，拉簧5始终保持拉伸状态。同时，制动蹄2的圆周外壁设有摩擦片4。

具体地，如图4-5所示，制动蹄2端部设有用于容纳拉簧5的拉簧孔51，拉簧孔51位于端部中心位置，拉簧孔51内径大于拉簧5最大外径，拉簧孔51内还设有用于卡接拉簧5端部的卡块52。

另外，在两个相互连接的制动蹄2上，其中一制动蹄2的端部外侧沿圆弧方向延伸有配合块21，端部内侧沿圆弧方向缩拢有配合槽22，与之配合连接的制动蹄2的端部外侧沿圆弧方向则缩拢有配合槽22，端部内侧沿圆弧方向延伸有配合块21，配合块21与配合槽22的尺寸相匹配。在拉簧5的拉力作用下，两个制动蹄2的端部通过配合块21、配合槽22相互嵌合。

本实施例中，如图5所示，轮体1上铰接设置有六个摆臂6，各摆臂6绕轮体1圆周方向均匀分布，且中心对称设置，对称中心为轮体1圆心。具体地，轮体1设有用于摆臂6自由摆动的摆动腔11，摆动腔11中固定有用于铰接摆臂6的固定轴12，同时摆动腔11与轮体1外径相交的一侧挖空，以便摆臂6摆出。而且，摆动腔11数量与摆臂6一一对应，各摆动腔11相互独立，提供摆臂6摆动的空间，同时也约束了摆臂6的摆动范围，因此在离心力作用时，摆臂6摆动穿过轮体1最大外径。

本实施例中，摆臂6为条形结构，摆臂6的一端与固定轴12进行铰接，摆动的一端则设有圆柱形结构的顶块61，顶块61重量大于摆臂6铰接一端的重量，具体地，顶块61重量占摆臂6总重量的一半以上，在离心力的作用下，摆动趋势更明显。

本实施例中，在轮体1顺时针加速旋转情况下，轮体1上的摆臂6受离心力作用，逆时针方向摆动，因而顶动制动蹄2，使各制动蹄2撑开，进行制动，之后在弹性下自动收合复位，能在紧急情况下自动实施制动或减速，不需额外通过人力控制，控制效果更好，如图3-4所示。在其他条件下，通过改变固定轴12的位置可以改变摆臂6的旋转角度，适应顺时针制动或逆时针制动，这种结构调整在本领域当中是可以预见的，因此本实施不具体描述。

具体地，如图2所示，两侧外盖3盖合于轮体1的轴向两侧，并夹紧各制动蹄2，本实施例外盖3覆盖在轮体1、制动蹄2两侧面。同时，外盖3与轮体1卡接固定，且轮体1、外盖3的中心均留有轴孔，轴孔主要用于轮体1、外盖3与外部转轴同步连接。

具体过程如下：当轮体1转动加速度到达一定值时，产生的离心力也到达制动装置的触发点，制动蹄2受离心力作用有向外扩展的趋势。此时，轮体1上的摆臂6在离心力作用下逆着轮体1转动方向摆动，摆臂6上的顶块61顶动各制动蹄2并使制动蹄2两两撑开，从而增大制动蹄2的环形外径，进行减速、制动。

制动蹄2撑开时，拉簧5被拉开，制动蹄2端部配合块21、配合槽22分离。当轮体1转动加速度减小时，摆臂6离心力减小，制动蹄2在拉簧5的拉力下，端部配合块21、配合槽22重新嵌合回位，制动蹄2完成收合复位。

实施例2

本实施例也提供了一种摆臂6式嵌合扩展制动装置，制动原理、结构与实施例1相似，不同之处在于，本实施例中的制动蹄2数量为两个以上，制动蹄2呈圆弧形，各制动蹄2端部通过拉簧5首尾连接，形成环形结构，如图7所示，在制动时，各制动蹄2受摆臂6推力，同时向外撑开，进行制动。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种摆臂式嵌合扩展制动装置，其特征在于：包括轮体和至少两个制动蹄，所述轮体铰接有若干摆臂，各摆臂绕轮体圆周方向均匀分布；所述摆臂一端与轮体铰接，另一端来回摆动穿过轮体最大外径；

所述制动蹄绕轮体圆周设置，整体呈环形结构；两两制动蹄的端部之间连接有拉簧，拉簧两端分别卡接于两制动蹄端部，所述拉簧始终保持拉伸状态；

轮体转动，摆臂在离心力作用下进行摆动，进而顶动各制动蹄，克服拉簧拉力并使制动蹄两两撑开，从而增大制动蹄的环形外径，进行制动；

摆臂的摆动方向与轮体转动的方向相反；

所述摆臂为条形结构，摆臂的摆动一端设有顶块，所述顶块重量大于摆臂铰接一端的重量；所述轮体设有用于摆臂自由摆动的摆动腔，摆动腔与轮体外径相交的一侧挖空；所述摆动腔数量与摆臂一一对应，各摆动腔相互独立；所述摆动腔固定有用于铰接摆臂的固定轴；所述顶块为圆柱形结构或球形结构。

2.根据权利要求1所述摆臂式嵌合扩展制动装置，其特征在于：所述制动蹄端部设有用于容纳拉簧的拉簧孔，拉簧孔内径大于拉簧最大外径。

3.根据权利要求2所述摆臂式嵌合扩展制动装置，其特征在于：所述拉簧孔内设有用于卡接拉簧端部的卡块。

4.根据权利要求3所述摆臂式嵌合扩展制动装置，其特征在于：所述制动蹄呈圆弧形，相互连接的两制动蹄的端部相嵌合；所述制动蹄的端部外侧沿圆弧方向延伸有配合块，端部内侧沿圆弧方向缩拢有配合槽；与之配合连接的制动蹄的端部外侧沿圆弧方向则缩拢有配合槽，端部内侧沿圆弧方向延伸有配合块；配合块与配合槽的尺寸相匹配。

5.根据权利要求1或4所述摆臂式嵌合扩展制动装置，其特征在于：所述摆臂中心对称设置，对称中心为轮体圆心。

6.根据权利要求1-5任一项所述摆臂式嵌合扩展制动装置，其特征在于：还包括两侧外盖，所述外盖盖合于轮体的轴向两侧，并夹紧各制动蹄；所述外盖与轮体卡接固定。

7.根据权利要求6所述摆臂式嵌合扩展制动装置，其特征在于：所述制动蹄的圆周外壁设有摩擦片。