一种用于骑行单车的车轮制动装置

技术领域

本发明涉及车轮制动技术领域，尤其涉及一种用于骑行单车的车轮制动装置。

背景技术

目前在骑行单车的车轮转动进行制动的方式都是采用刹车片刹车的方式进行有效制动，这种刹车方式往往存在着以下的几个问题：

首先，在现有的刹车系统中都是利用增大刹车片与车轮之间的压力进而增大摩擦使得车轮能够及时的停住，同时这种刹车方式对刹车片需要做到经常的更换才可以保证制动的正常进行，这样经常更换刹车片的方式不利于制动效率的提高；

其次，车轮的滚动都是套在轴上进行滚动，而这种方式都需要滚动轴承的参与辅助，将滚动轴承内的钢珠进行制动也可以起到一定的制动效果，但是刹车片与轴承两个分属于不同领域，而现有技术中很难将这两种领域相结合并起到制动效果。

为此，我们设计了一种用于骑行单车的车轮制动装置。

发明内容

本发明的目的是为了解决刹车片与轴承两个分属于不同领域，而现有技术中很难将这两种领域相结合并起到制动效果的问题，而提出的一种用于骑行单车的车轮制动装置。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种用于骑行单车的车轮制动装置，包括固定轴以及分别套设在钢珠容纳架两端的第一套管和第二套管，所述第一套管、第二套管和钢珠容纳架均套设在固定轴上，且第一套管和第二套管均与钢珠容纳架同步转动，所述钢珠容纳架包括套环、放置环板、支撑环放置槽和多个安装腔，所述套环与放置环板同轴固定套设，且支撑环放置槽开设在放置环板内圈侧壁，多个所述安装腔呈圆周设置在放置环板上，且安装腔内安装有钢珠位置变化的制动装置，且第一套管和第二套管通过制动装置相抵，所述制动装置包括钢珠组件、两个端部固定板、多个条形滑动孔、电动马达、转动齿轮、第一齿条、第二齿条和多个滑动杆，多个所述滑动杆平行设置在两个端部固定板之间，所述滑动杆通过条形滑动孔贯穿端部固定板，且滑动杆通过条形滑动孔在端部固定板上滑动，所述滑动杆贯穿钢珠组件且设置在相邻两个端部固定板之间，其中一个所述端部固定板设置有驱动装置。

优选地，所述固定轴外侧壁固定有支撑环，且支撑环与第一套管和第二套管之间均设置有处于拉伸状态的复位弹簧，所述复位弹簧一端与支撑环固定连接，且另一端与第一套管和第二套管滑动连接，所述放置环板通过支撑环放置槽与支撑环转动连接。

优选地，所述条形滑动孔开设在端部固定板的四个边角上，且滑动杆沿着条形滑动孔水平滑动。

优选地，所述钢珠组件包括一个第一钢珠活动架、多个第二钢珠活动架和多个呈拉伸状态的拉伸弹簧，所述第一钢珠活动架固定设置在竖直面上的两个滑动杆，且多个第二钢珠活动架对称设置在第一钢珠活动架两侧，相邻两个所述第二钢珠活动架相对设置，且与所述第一钢珠活动架相邻第二钢珠活动架相对设置，所述第一钢珠活动架和第二钢珠活动架结构大小均相同，间隔设置的所述第二钢珠活动架之间通过拉伸弹簧相连，且第一钢珠活动架与第二钢珠活动架之间通过拉伸弹簧相连。

优选地，所述第一钢珠活动架包括制动钢珠、钢珠放置板、两个侧边板、两个滑杆限位管、球状孔和多个辅助钢珠，所述滑动杆通过相互平行的两个滑杆限位管与钢珠放置板滑动，两个所述侧边板设置在钢珠放置板竖直侧边，且拉伸弹簧两端设置在间隔设置的第二钢珠活动架之间以及第一钢珠活动架与第二钢珠活动架之间，所述制动钢珠通过开设在钢珠放置板上的球状孔与钢珠放置板滚动，且制动钢珠与球状孔之间通过多个辅助钢珠滚动。

优选地，所述驱动装置包括电动马达、转动齿轮、第一齿条和第二齿条，所述第一齿条和第二齿条分别设置在端部固定板对角线上的滑动杆，且第一齿条和第二齿条齿面相对设置，所述电动马达设置在端部固定板，所述转动齿轮设置在电动马达输出端且与第一齿条和第二齿条啮合传动。

优选地，两个所述端部固定板设置在安装腔侧壁，所述制动钢珠与第一套管或第二套管相抵。

本发明的有益效果为：

1、本发明采用端部固定板设置在安装腔相对侧壁可以保证第一套管或第二套管通过挤压滑动杆之间的第一钢珠活动架与第二钢珠活动架并不会受到端部固定板的阻碍，而第一钢珠活动架与第二钢珠活动架在安装腔内伸缩，需要说明的是，制动钢珠的直径大于安装腔的厚度这样能够保证第一套管或第二套管挤压制动钢珠不会受到放置环板的阻碍。

2、本发明采用转动齿轮设置在电动马达输出端且与第一齿条和第二齿条啮合传动，这样设置可以保证滑动杆之间间距的改变是通过驱动电动马达带着第一齿条和第二齿条上的滑动杆发生滑动进而改变间距，最终能够起到改变第一钢珠活动架与第二钢珠活动架之间的位置的状态。

附图说明

图1为本发明提出的一种用于骑行单车的车轮制动装置的结构示意图；

图2为本发明提出的一种用于骑行单车的车轮制动装置的主视图；

图3为本发明提出的一种用于骑行单车的车轮制动装置中钢珠容纳架的结构示意图；

图4为本发明提出的一种用于骑行单车的车轮制动装置中制动装置的初始状态结构示意图；

图5为本发明提出的一种用于骑行单车的车轮制动装置中制动装置的初始状态俯视图；

图6为本发明提出的一种用于骑行单车的车轮制动装置中钢珠活动架的结构示意图；

图7为本发明提出的一种用于骑行单车的车轮制动装置中钢珠放置板的结构示意图；

图8为本发明提出的一种用于骑行单车的车轮制动装置中制动装置的最终状态结构示意图；

图9为本发明提出的一种用于骑行单车的车轮制动装置中制动装置的最终状态俯视图。

图中：1固定轴、2第一套管、3第二套管、4钢珠容纳架、41套环、42放置环板、43支撑环放置槽、44安装腔、5第一钢珠活动架、51制动钢珠、52钢珠放置板、53侧边板、54滑杆限位管、55球状孔、56辅助钢珠、6支撑环、7复位弹簧、8第二钢珠活动架、9端部固定板、10条形滑动孔、11电动马达、12转动齿轮、13第一齿条、14第二齿条、15滑动杆、16拉伸弹簧。

具体实施方式

参照图1-9，一种用于骑行单车的车轮制动装置，包括固定轴1以及分别套设在钢珠容纳架4两端的第一套管2和第二套管3，第一套管2、第二套管3和钢珠容纳架4均套设在固定轴1上，需要说明的是，第一套管2和第二套管3均与同一个单车车轮同轴设置，且第一套管2和第二套管3与单车车轮同轴滑动但不发生转动，这样就能保证在单车车轮开始转动的时候也能带着第一套管2和第二套管3一同在固定轴1上转动，但是不会影响第一套管2和第二套管3在固定轴1上滑动且转动。

其中，第一套管2和第二套管3均与钢珠容纳架4同步转动，而第一套管2和第二套管3相对端均插设在钢珠容纳架4内，这样钢珠容纳架4不仅仅可以为第一套管2和第二套管3同轴且同步转动提供支撑，而且还能够将第一套管2和第二套管3相对端处于同一个钢珠容纳架4内便于后续操作。

参照图3示，钢珠容纳架4包括套环41、放置环板42、支撑环放置槽43和多个安装腔44，套环41与放置环板42同轴固定套设，且支撑环放置槽43开设在放置环板42内圈侧壁，参照图2示，固定轴1外侧壁固定有支撑环6，且支撑环6与第一套管2和第二套管3之间均设置有处于拉伸状态的复位弹簧7，而处于拉伸状态的复位弹簧7的设置可以保证第一套管2和第二套管3始终在复位弹簧7拉扯下处于相互靠近的状态。

复位弹簧7一端与支撑环6固定连接，且另一端与第一套管2和第二套管3滑动连接，放置环板42通过支撑环放置槽43与支撑环6转动连接，这样设置，不仅仅可以通过支撑环6为钢珠容纳架4提供支撑，而且还能够通过复位弹簧7将支撑环6两端的第一套管2和第二套管3相向拉近，保证了第一套管2和第二套管3在转动过程中复位弹簧7仅仅起到拉动效果，并不会对第一套管2和第二套管3在转动过程中起到阻碍，而且多个安装腔44呈圆周设置在放置环板42上，且安装腔44内安装有钢珠位置变化的制动装置，且第一套管2和第二套管3通过制动装置相抵，能够使得第一套管2和第二套管3通过拉动力，夹住第一套管2和第二套管3之间的制动装置。

参照图4-5示，制动装置包括钢珠组件、两个端部固定板9、多个条形滑动孔10、电动马达11、转动齿轮12、第一齿条13、第二齿条14和多个滑动杆15，多个滑动杆15平行设置在两个端部固定板9之间，滑动杆15通过条形滑动孔10贯穿端部固定板9，且滑动杆15通过条形滑动孔10在端部固定板9上滑动，条形滑动孔10开设在端部固定板9的四个边角上，且滑动杆15沿着条形滑动孔10水平滑动，这样设置可以保证四个滑动杆15能够在相互平行设置的端部固定板9之间滑动。

参照图4-5示，钢珠组件包括一个第一钢珠活动架5、多个第二钢珠活动架8和多个呈拉伸状态的拉伸弹簧16，第一钢珠活动架5固定设置在竖直面上的两个滑动杆15，这样设置可以保证第一钢珠活动架5为固定不动，而其余的第二钢珠活动架8都会依据第一钢珠活动架5的位置做出相应的改变。

参照图5示，多个第二钢珠活动架8对称设置在第一钢珠活动架5两侧，相邻两个第二钢珠活动架8相对设置，且与第一钢珠活动架5相邻第二钢珠活动架8相对设置，第一钢珠活动架5和第二钢珠活动架8结构大小均相同，这样可以保证，多个第二钢珠活动架8与第一钢珠活动架5紧密相贴并在制动钢珠51表面滑动。

参照图6-7示，第一钢珠活动架5包括制动钢珠51、钢珠放置板52、两个侧边板53、两个滑杆限位管54、球状孔55和多个辅助钢珠56，滑动杆15通过相互平行的两个滑杆限位管54与钢珠放置板52滑动，这样可以保证第二钢珠活动架8与第一钢珠活动架5通过滑杆限位管54在滑动杆15上滑动。

两个侧边板53设置在钢珠放置板52竖直侧边，且拉伸弹簧16两端设置在间隔设置的第二钢珠活动架8之间以及第一钢珠活动架5与第二钢珠活动架8之间，需要说明的是，这样设置可以有效的保证了间隔设置的第二钢珠活动架8之间以及第一钢珠活动架5与第二钢珠活动架8之间始终具有拉力，间隔设置的第二钢珠活动架8之间通过拉伸弹簧16相连，且第一钢珠活动架5与第二钢珠活动架8之间通过拉伸弹簧16相连，这样也就会保证第一钢珠活动架5与第二钢珠活动架8之间均通过制动钢珠51外表面之间相互接触滑动从而改变第一钢珠活动架5与第二钢珠活动架8的位置。

制动钢珠51通过开设在钢珠放置板52上的球状孔55与钢珠放置板52滚动，且制动钢珠51与球状孔55之间通过多个辅助钢珠56滚动，这样设置可以有效的减小制动钢珠51与钢珠放置板52之间的摩擦，让原本的滑动摩擦变为滚动摩擦。

滑动杆15贯穿钢珠组件且设置在相邻两个端部固定板9之间，两个端部固定板9设置在安装腔44侧壁，端部固定板9设置在安装腔44相对侧壁可以保证第一套管2或第二套管3通过挤压滑动杆15之间的第一钢珠活动架5与第二钢珠活动架8并不会受到端部固定板9的阻碍，而第一钢珠活动架5与第二钢珠活动架8在安装腔44内伸缩，需要说明的是，制动钢珠51的直径大于安装腔44的厚度这样能够保证第一套管2或第二套管3挤压制动钢珠51不会受到放置环板42的阻碍。

同时，这样可以保证通过移动端部固定板9上的滑动杆15，进而控制位于同一平面上相邻两个滑动杆15之间的距离，进而通过挤压力改变第一钢珠活动架5与第二钢珠活动架8之间的位置。

制动钢珠51与第一套管2或第二套管3相抵，这样设置可以有效的保证第一套管2或第二套管3始终夹着制动钢珠51，而第一套管2或第二套管3的同向转动会由第一钢珠活动架5与第二钢珠活动架8之间的位置改变达到对制动钢珠51的摩擦方式也随之改变。

参照图4和图8示，其中一个端部固定板9设置有驱动装置，驱动装置包括电动马达11、转动齿轮12、第一齿条13和第二齿条14，第一齿条13和第二齿条14分别设置在端部固定板9对角线上的滑动杆15，这样设置可以保证让带有第一齿条13和第二齿条14的滑动杆15发生滑动，便可以简单快速的改变滑动杆15之间的第一钢珠活动架5与第二钢珠活动架8之间位置。

第一齿条13和第二齿条14齿面相对设置，电动马达11设置在端部固定板9，转动齿轮12设置在电动马达11输出端且与第一齿条13和第二齿条14啮合传动，这样设置可以保证滑动杆15之间间距的改变是通过驱动电动马达11带着第一齿条13和第二齿条14上的滑动杆15发生滑动进而改变间距，最终能够起到改变第一钢珠活动架5与第二钢珠活动架8之间的位置的状态。

需要说明的是，参照图4-5示，此时的图为制动装置初始状态图，第一钢珠活动架5与第二钢珠活动架8不处于同一直线上，而此时的第一套管2和第二套管3分别位于两侧，由于第一套管2和第二套管3同向转动，那么此时第一钢珠活动架5与第二钢珠活动架8上的钢珠均为转动状态，而第一钢珠活动架5与第二钢珠活动架8上的钢珠两两之间的转速相同都为转动摩擦，与第一套管2和第二套管3同样为转动摩擦，此时的状态可以看为滚动轴承的效果；

当需要制动时，只需要开启电动马达11，那么就会形成图8-9的状态，此时的第一钢珠活动架5与第二钢珠活动架8处于同一直线上，此时的第一套管2和第二套管3依旧同向转动，但是第一套管2和第二套管3的同向转动带给第一钢珠活动架5与第二钢珠活动架8上的钢珠转动趋势的方向都为相反状态，那样第一钢珠活动架5与第二钢珠活动架8上的钢珠就会停止转动，而对第一套管2和第二套管3的作用摩擦力就会由原本的滚动摩擦变为滑动摩擦，这样就会增大摩擦力，从而达到制动效果。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。