CN104875839B - 一种电磁刹车执行系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公布了一种电磁刹车执行系统，包括绕刹把转轴转动的刹把，所述刹把转轴安装在车把上，其特征在于：所述刹把转动包括对应于电磁刹车的前段自由行程和对应于机械刹车的后段机械刹车行程；所述刹把处设置有角度传感器，用于检测刹把转动的角度，并将角度信号发送给电磁刹车机构输出对应的刹车制动力。在刹车过程中电机的驱动方式得到改变，使电动机转换成发电机，给电池反充电。本发明制动过程平顺，防抱死、防侧滑，制动刹把轻松舒适满足女性、老人和其他一些手部力量比较弱的用户，频繁捏闸手部也不会乏力。反充电可以提高续行里程和电池寿命，和机械刹有效结合，电刹、机械刹双重保障保证安全。
Description
技术领域
本发明属于电动车技术领域，特别是涉及一种电磁刹车执行系统。
背景技术
众所周知，电动自行车是以电能作为辅助能源的新型交通工具；近年来，随着城镇化道路的快速发展，环境问题、资源问题、以及交通堵塞问题变得是日益严峻，因此，电动自行车以其轻便、干净的优点越来越受到人们的喜爱。
刹车,也称为制动器，是指使运行中的机车、车辆及其他运输工具或机械等停止或减低速度的动作。制动的一般原理是在机器的高速轴上固定一个轮或盘，在机座上安装与之相适应的闸瓦、带或盘，在外力作用下使之产生制动力矩。刹车装置也就是可以减慢车速的机械制动装置，又名减速器。
目前的普通机械刹车都需要比较大的力去捏刹把，这对女性、老人和其他一些手部力量比较弱的人是不安全的，频繁捏动刹把后，手部酸麻，到关键时刻手部乏力是危险的。虽然机械刹车也有液压油碟刹这样的轻力刹把，但这种能达到较明显轻力效果的刹车系统价格却非常昂贵。另外电动车是以电能驱动的，其贮备的电能是有限的，使用刹车就会损耗一部分电能，会减少续行里程。
发明内容
本发明目的在于针对现有技术的缺陷提供一种制动轻松、制动过程平顺、刹车磨损小、制动效果好的电磁刹车执行系统。
本发明为实现上述目的，采用如下技术方案：
一种电磁刹车执行系统，包括绕刹把转轴转动的刹把，所述刹把转轴安装在车把上，其特征在于：所述刹把转动包括对应于电磁刹车的前段自由行程和对应于机械刹车的后段机械刹车行程；所述刹把处设置有角度传感器，用于检测刹把转动的角度，并将所述角度信号发送给电磁刹车机构输出对应的刹车制动力。
所述电磁刹车根据角度传感器的角度信号通过控制器改变电机的驱动方式，使电动机转换成发电机，给电池反充电，使电机输出对应的反向制动力。
其进一步特征在于：所述角度传感器为磁钢霍尔式角度传感器、电位器式角度传感器、光电式角度传感器、激光式角度传感器、应变式角度传感器、旋转变压式角度传感器、电感式角度传感器、电容式角度传感器、编码盘式角度传感器、光栅式角度传感器、磁栅式角度传感器、感应式角度传感器、陀螺式角度传感器、倾斜角式角度传感器中的一种。
其进一步特征还在于：所述刹把通过闸线卡口拉动机械刹车的闸线卡珠，带动机械刹车动作；所述闸线卡口为长槽方式，与闸线卡珠相连的闸线上设置有行程限位卡扣，用于限制闸线全部回缩；所述闸线卡珠在长槽内自由滑动一段距离后带动机械刹车动作。
所述刹把上设置有磁钢，所述车把上设置有霍尔元件；所述霍尔元件根据霍尔元件和磁钢之间的位置变化，输出霍尔电压，控制电磁刹车机构输出对应的刹车制动力。
所述霍尔元件输出与电动车电机电源开关联动，所述刹把转动时电机电源开关断电。
上述车把上设置有电刹强度指示灯，用于显示电磁刹车的强度。
所述角度传感器和电刹强度指示灯及其控制电路采用集成一体模块化结构，安装在一个仪表盒里，所述车把上具有与仪表盒对应的滑槽结构，所述仪表盒在滑槽内滑动插拔安装拆卸。
所述刹把转动的前段自由行程为纯电磁刹车行程，后段机械刹车行程为机械刹车和电磁刹车同时输出制动力的行程。
本发明通过在刹车过程中改变电机的驱动方式，使电动机转换成发电机给电池反充电，从而产生反向制动力的电子电磁制动装置。其优点是，制动过程平顺，防抱死、防侧滑，制动刹把轻松舒适满足女性、老人和其他一些手部力量比较弱的用户，频繁捏闸手部也不会乏力。反充电可以提高续行里程和电池寿命，和机械刹有效结合，电刹、机械刹双重保障保证安全。一般骑行使用刹车用纯电刹车即可满足使用，可以减小机械刹车闸皮90%以上的磨损，特别是在山区，降低用户频繁维修刹车装置的成本。
附图说明
图 1 为本发明外观示意图。
图 2 为本发明内部结构示意图。
图 3 为本发明仪表盒结构示意图。
其中，1、刹把转轴； 2、刹把；3、闸线卡珠；4、闸线；5、行程限位卡扣；6、闸线卡口；10、仪表盒；11、霍尔元件；12、磁钢；13、车把；14、电刹强度指示灯。
具体实施方式
如图1所示一种电磁刹车执行系统，包括绕刹把转轴1转动的刹把2，所述刹把转轴1安装在车把13上，所述刹把2通过闸线卡口6拉动机械刹车的闸线卡珠3，带动机械刹车动作；所述闸线卡口6为长槽方式，与闸线卡珠3相连的闸线4上设置有行程限位卡扣5，用于限制闸线4全部回缩；所述闸线卡珠3可以在长槽内自由滑动一段距离后带动机械刹车动作。所述闸线卡珠3的自由行程阶段，只有电磁刹车工作。所述刹把2上设置有磁钢12，所述车把13上设置有霍尔元件11；所述霍尔元件11根据霍尔元件11和磁钢12之间的位置变化（即刹把转动角度的变化），输出霍尔电压，控制电磁刹车机构输出对应的刹车制动力。所述车把13上设置有电刹强度指示灯14，用于显示电磁刹车的强度。如图3所示，角度传感器和电刹强度指示灯、断电开关及电路板等采用集成一体模块化结构，安装在一个仪表盒10里，所述车把上具有与仪表盒10对应的滑槽结构，所述仪表盒10在滑槽内滑动插拔安装拆卸。
霍尔元件11和磁钢12的结构可以通过电位器式角度传感器、光电式角度传感器、激光式角度传感器、应变式角度传感器、旋转变压式角度传感器、电感式角度传感器、电容式角度传感器、编码盘式角度传感器、光栅式角度传感器、磁栅式角度传感器、感应式角度传感器、陀螺式角度传感器、倾斜角式角度传感器等其他形式的角度传感器替换。
本发明工作过程如下：
当使用者捏动刹把2时，由于闸线卡珠3在长槽闸线卡口6内具有一段自由行程，使用者可以轻松地使刹把2转动。此阶段为纯电磁刹车工作阶段，所述的纯电磁刹行程获取的霍尔电压输出为1.2~2.4V（设定值，可修改，不限于此电压范围）。刹把2在无外力捏动时，初始电压为1.2V，此时控制器为正常模式。随着刹把2的转动，霍尔元件11与磁钢12之间的距离变化，霍尔元件11感受到的磁钢12的磁力增加，霍尔元件11输出的霍尔电压在1.2~2.4V（不限于此电压范围）的范围内线性升高，控制器输入信号变换，控制器逐步执行断电、滑行、减速、制动程序；当霍尔元件11输出的霍尔电压达到2.4V时，纯电磁刹车可以获得一般性刹车性能。当霍尔电压超过2.4V后，闸线卡珠3在长槽闸线卡口6内滑动到长槽顶端，带动机械刹车开始动作，刹车系统进入电磁刹车与机械刹车同时出力阶段，这个阶段的霍尔电压输出值为2.4~4V（设定值，可修改，不限于此电压范围），刹把2捏到极限时，霍尔电压升到4V。最终达到轻捏刹把2即可实现25KM/h时速，20m的刹车距离的刹车效果，此时无任何机械磨损，减少能量损耗，并兼具刹车防抱死防侧滑的功能。重捏刹把2可实现25KM/h时速，5m的刹车距离刹车效果，保障紧急情况下的刹车安全。
在刹车过程中电机的驱动方式得到改变，使电动机转换成发电机，给电池反充电，从而增加续行里程。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种电磁刹车执行系统，包括绕刹把转轴转动的刹把，所述刹把转轴安装在车把上，其特征在于：所述刹把转动包括对应于电磁刹车的前段自由行程和对应于机械刹车的后段机械刹车行程；所述刹把处设置有角度传感器，用于检测刹把转动的角度，并将角度信号发送给电磁刹车机构输出对应的刹车制动力。
2.根据权利要求1所述的电磁刹车执行系统，其特征在于：所述电磁刹车根据角度传感器的角度信号通过控制器改变电机的驱动方式，使电机由电动机转换成发电机，给电池反充电，使电机输出对应的反向制动力。
3.根据权利要求1所述的电磁刹车执行系统，其特征在于：所述角度传感器为磁钢霍尔式角度传感器、电位器式角度传感器、光电式角度传感器、激光式角度传感器、应变式角度传感器、旋转变压式角度传感器、电感式角度传感器、电容式角度传感器、编码盘式角度传感器、光栅式角度传感器、磁栅式角度传感器、感应式角度传感器、陀螺式角度传感器、倾斜角式角度传感器中的一种。
4.根据权利要求1所述的电磁刹车执行系统，其特征在于：所述刹把通过闸线卡口拉动机械刹车的闸线卡珠，带动机械刹车动作；所述闸线卡口为长槽方式，与闸线卡珠相连的闸线上设置有行程限位卡扣，用于限制闸线全部回缩；所述闸线卡珠在长槽内自由滑动一段距离后带动机械刹车动作。
5.根据权利要求4所述的电磁刹车执行系统，其特征在于：所述刹把上设置有磁钢，所述车把上设置有霍尔元件；所述霍尔元件根据霍尔元件和磁钢之间的位置变化，输出霍尔电压，控制电磁刹车机构输出对应的刹车制动力。
6.根据权利要求5所述的电磁刹车执行系统，其特征在于：所述霍尔元件输出与电动车电机电源开关联动，所述刹把转动时电机电源开关断电。
7.根据权利要求1-6任一项所述的电磁刹车执行系统，其特征在于：所述车把上设置有电刹强度指示灯，用于显示电磁刹车的强度。
8.根据权利要求7所述的电磁刹车执行系统，其特征在于：所述角度传感器和电刹强度指示灯及所述角度传感器和电刹强度指示灯的控制电路采用集成一体模块化结构，安装在一个仪表盒里，所述车把上具有与仪表盒对应的滑槽结构，所述仪表盒在滑槽内滑动插拔安装拆卸。
9.根据权利要求1-6任一项所述的电磁刹车执行系统，其特征在于：所述刹把转动的前段自由行程为纯电磁刹车行程，后段机械刹车行程为机械刹车和电磁刹车同时输出制动力的行程。
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