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TWI815681B - 智能煞車裝置 - Google Patents

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TWI815681B
TWI815681B TW111136851A TW111136851A TWI815681B TW I815681 B TWI815681 B TW I815681B TW 111136851 A TW111136851 A TW 111136851A TW 111136851 A TW111136851 A TW 111136851A TW I815681 B TWI815681 B TW I815681B
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cam
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Inventor
廖志勇
何昆耀
Original Assignee
東元電機股份有限公司
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Abstract

一種智能煞車裝置包含一基座、一驅動組件、一凸輪方位偵測組件、一固定件、一連動桿以及一控制模組。其中,智能煞車裝置是利用控制模組依據至少一行車狀態參數與凸輪方位偵測組件之凸輪方位產生步進驅動信號,並將步進驅動信號傳送至驅動組件之驅動馬達,藉以控制凸輪轉動,以利用凸輪帶動連動桿拉緊自行車之煞車線。

Description

智能煞車裝置
本發明係關於一種智能煞車裝置,尤其是指一種可以透過凸輪與連動桿拉動煞車線之智能煞車裝置。
一般來說,汽車或者機車等交通工具通常會使用先進的駕駛系統(Advanced Driver Assistance System)來輔助駕駛的行車安全,而其作動原理是在煞車油路多加一制動缸,以藉由此裝置將油壓打在煞車來令片進而使煞車碟片發生制動。
承上所述,雖然在汽車或機車上可以裝設ADAS來輔助駕駛的行車安全,但由於其作用原理是利用制動缸來控制煞車油路,因此這種作動方式並不適合用於不是使用油壓控制煞車線的自行車。
有鑒於在先前技術中,現有的ADAS系統可以用在汽車或機車等利用制動缸來控制煞車油路的車輛上,但自行車因為不是使用油壓控制煞車線,因此無法使用現有的ADAS系統;緣此,本發明的主要目的在於提供一種智能煞車裝置,可以用於輔助自行車之煞車。
本發明為解決先前技術之問題,所採用的必要技術手段是提供一種智能煞車裝置,係用以驅動一自行車之一煞車線沿一煞車拉線方向移動以輔助該自行車煞車,該智能煞車裝置包含一基座、一驅動組件、一凸輪方位偵測組件、一固定件、一連動桿以及一控制模組。
基座係固定於一自行車架。驅動組件係固定於該基座,並且包含一驅動馬達、一凸輪以及一同步齒輪。驅動馬達係具有一輸出軸,並依據一驅動信號驅動該輸出軸旋轉。凸輪係固接於該輸出軸,並受該輸出軸所驅動而旋轉。同步齒輪係固接於該輸出軸,並受該輸出軸所驅動而與該凸輪同步旋轉。
凸輪方位偵測組件係固設於該基座,並且包含一連動齒輪、一旋轉方位編碼器以及一解碼運算模組。
連動齒輪係嚙合於該同步齒輪以配合該同步齒輪連動。旋轉方位編碼器係偵測該連動齒輪之一連動方位以產生一方位碼。解碼運算模組係對該方位碼解碼,據以換算出該凸輪之一凸輪方位。固定件係固定於該煞車線。
連動桿係樞接於該基座,並具有相對設置之一第一端部與一第二端部,該第一端部係抵接於該凸輪,藉以被該凸輪所帶動而使該連動桿轉動,該第二端部係用以在該連動桿轉動時推動該固定件,以驅動該煞車線沿該煞車拉線方向移動以輔助該自行車煞車。
控制模組係通信連結於該解碼運算模組與驅動馬達,藉以依據至少一行車狀態參數與該凸輪方位產生該步進驅動信號,並將該步進驅動信號傳送至該驅動馬達。
其中,該至少一行車狀態參數包含一行車速度、一跟車安全距離與一障礙物預警距離之至少一者。
在上述必要技術手段所衍生之一附屬技術手段中,該第二端部更具有一推動結構,該推動結構係用以推動該固定件。較佳者,該推動結構更開設有一凹槽供該煞車線穿過。
在上述必要技術手段所衍生之一附屬技術手段中,該連動桿更包含一連動桿本體與一樞接件,該連動桿本體係可活動地設置於該基座內,並具有相對設置之該第一端部與該第二端部,且該第二端部係自該基座朝該煞車線伸出,該樞接件係穿設於該連動桿本體而固接於該基座,藉以使該連動桿本體可轉動地連結於該基座。
較佳者,該連動桿本體更包含一第一桿件以及一第二桿件。第一桿件係沿一煞車拉線方向延伸。第二桿件係連結於該第一桿件,並沿一垂直於該煞車拉線方向之軸向延伸。
此外,該第二桿件更具有一樞接部,該樞接部係可轉動地連結於該樞接件,並鄰近於該第一桿件與該第二桿件之連結處。
在上述必要技術手段所衍生之一附屬技術手段中,該基座更包含一基座本體,該基座本體係固定於該自行車架,並具有一容置空間,該驅動組件與該凸輪方位偵測組件係固定於該基座本體,且該連動桿係可轉動地設置於該容置空間內,而該第二端部係伸出該容置空間外。
如上所述,本發明之智能煞車裝置主要是利用控制模組依據至少一行車狀態參數與凸輪方位偵測組件之凸輪方位產生步進驅動信號,並將步進驅動信號傳送至驅動組件之驅動馬達,藉以控制凸輪轉動,以利用凸輪帶動連動桿拉緊自行車之煞車線。
本發明所採用的具體實施例,將藉由以下之實施例及圖式作進一步之說明。
請參閱第一圖與第二圖,第一圖係顯示本發明較佳實施例所提供之智能煞車裝置設置於自行車之立體示意圖;第二圖係顯示本發明較佳實施例所提供之智能煞車裝置部分分解之立體示意圖。
如第一圖與第二圖所示,一種智能煞車裝置100包含一基座1、一驅動組件2、一凸輪方位偵測組件3、一固定件4、一連動桿5以及一控制模組6。其中,本實施例之智能煞車裝置100係用以驅動一自行車200之一煞車線202,藉以沿一煞車拉線方向D1移動以輔助自行車200煞車。
請繼續參閱第三圖,第三圖係顯示本發明較佳實施例所提供之智能煞車裝置部分分解之另一視角立體示意圖。如第一圖至第三圖所示,基座1包含一基座本體11、一第一側蓋12、一第二側蓋13以及一固定框架14。基座本體11係固定於自行車架201,且基座本體11具有一容置空間111、一第一開口112及一第二開口113,容置空間111是沿煞車拉線方向D1延伸,第一開口112與第二開口113是開設於基座本體11之兩端而分別連通於容置空間111。
驅動組件2包含一驅動馬達21、一凸輪22及一同步齒輪23。驅動馬達21係固定於基座本體11,並具有一沿一垂直於煞車拉線方向D1之軸向D2延伸之輸出軸211,並依據一驅動信號(圖未示)驅動輸出軸211旋轉。在本實施例中,驅動馬達21為一步進馬達,且驅動馬達21是鎖固於基座本體11之外壁,並使輸出軸211穿過基座本體11而延伸至容置空間111中。
凸輪22是固接於輸出軸211,並受輸出軸所驅動而旋轉,且凸輪22更具有一滑移結構221。同步齒輪23是固接於輸出軸211,並受輸出軸211所驅動而與凸輪22同步旋轉。其中,凸輪22與同步齒輪23是分別套設於輸出軸211而固定地連接於輸出軸211,因此凸輪22與同步齒輪23可以受到輸出軸211之帶動而同步轉動。
在本實施例中,同步齒輪23是先套設於輸出軸211,並鄰近於基座本體11之內壁,然後凸輪22再套設於輸出軸211,但在其他實施例中則不限於此,亦可是先套設凸輪22再套設同步齒輪23。
凸輪方位偵測組件3包含一旋轉方位編碼器31、一連動齒輪32以及一解碼運算模組33。
旋轉方位編碼器31是固定於基座本體11,並具有一沿軸向D2延伸之偵測轉軸311,且在本實施例中,旋轉方位編碼器31是鎖固於基座本體11之外壁,並使偵測轉軸311穿過基座本體11而延伸至容置空間111中。
連動齒輪32固接於偵測轉軸311,並嚙合於同步齒輪23以配合同步齒輪23連動,進而帶動偵測轉軸311轉動,藉以使旋轉方位編碼器31透過偵測轉軸311之轉動而產生一方位碼。
解碼運算模組33是電性連結於旋轉方位編碼器31,用以接收旋轉方位編碼器31所產生之方位碼而對方位碼進行解碼,據以換算出凸輪22之一凸輪方位。
固定件4係固定於煞車線202。其中,固定件4為一種可以透過夾固或鎖固的方式固定於煞車線202等鋼索的固定器。
連動桿5包含一連動桿本體51與一樞接件52,連動桿本體51包含一第一桿件511以及一第二桿件512。第一桿件511是設置於容置空間111中,並具有一第一連結部5111與一第一端部5112,第一連結部5111是沿煞車拉線方向D1延伸至第一端部5112,而第一端部5112是抵接於凸輪22之滑移結構221;其中,第一連結部5111是露出於第二開口113,而第一端部5112是在第一側蓋12拆卸時露出於第一開口112,但實務上會受到第一側蓋12所遮蓋保護。
此外,本實施例之凸輪22是由兩片長方形片體(圖未標示)夾持滑移結構221所構成,而兩片長方形片體之一端是套設固定於輸出軸211,另一端則是夾持住滑移結構221,且滑移結構221例如為一滾輪,但不限於此,在其他實施例中,滑移結構221亦可為一滾珠,甚至整個凸輪22可以是具有圓滑導角的結構,藉以利用圓滑導角接觸第一端部5112,進而使推抵第一桿件511擺動的過程更加順暢。
第二桿件512具有一第二連結部5121與一第二端部5122,第二連結部5121是沿一垂直於煞車拉線方向D1之垂直方向D3朝煞車線202延伸至第二端部5122,且第二連結部5121是在第二開口113處連結於第一連結部5111;其中,第二桿件512還具有一樞接部5123,樞接部5123係鄰近於第一桿件511與第二桿件512之連結處。
此外,第二端部5122還具有一推動結構51221,推動結構51221係用以推動固定件4,且推動結構51221還開設有一凹槽G供煞車線202穿過;其中,雖然推動結構51221在本實施例中是開設凹槽G供煞車線202穿過,在不限於此,推動結構51221在其他實施例中亦可是開設一孔洞(圖未示)來供煞車線202穿過,其差異主要在於,凹槽G可以直接套設於煞車線202,而孔洞則需要讓使用者將煞車線202從煞車機構上拆下才能穿過孔洞,然後還需要裝回去煞車機構。
樞接件52是固接於基座1之基座本體11與固定框架14,而樞接部5123是可轉動地套設於樞接件52,藉以使連動桿本體51以樞接件52為軸心可轉動地連結於基座1。
控制模組6是通信連結於解碼運算模組33,藉以依據至少一行車狀態參數與凸輪22方位產生步進驅動信號,並將步進驅動信號傳送至驅動馬達21;其中,至少一行車狀態參數包含一行車速度、一跟車安全距離與一障礙物預警距離。此外,控制模組6實務上可以是安裝在其他電子裝置中執行的軟體,例如可以是安裝於自行車200上之導航裝置,並透過實體線路有線連接而通信連結於解碼運算模組33,或者可以是智慧型手機,並透過藍芽等無線傳輸技術通信連結於解碼運算模組33。
承上所述,行車狀態參數主要是跟一般會需要煞車的情況有關,例如行車速度是避免自行車200車速過快,實務上須配合速度偵測的裝置使用,例如導航裝置等等,且還可進一步設定直線速度安全值、入彎速度安全值或下坡速度安全值來避免自行車200在直線、彎道或下坡時速度過快而導致自行車200失控,而入彎速度安全值也需配合導航裝置定位自行車200是否準備進入彎道來使用,而下坡速度安全值則需配合導航裝置、水平儀或重力計來判斷自行車200是否在下坡路線;跟車安全距離是為了避免自行車200與前車距離太近而發生危險;障礙物預警距離是透過煞車來增加使用者遇到障礙物時的反應時間,藉以防止自行車200撞擊到障礙物。
請繼續參閱第四圖至第六圖,第四圖係顯示本發明較佳實施例所提供之智能煞車裝置部分透過移除第一側蓋與第二側蓋來顯示凸輪在初始位置時與第一桿件之相對位置之立體示意圖;第五圖係顯示本發明較佳實施例所提供之智能煞車裝置部分透過移除第一側蓋與第二側蓋來顯示驅動組件驅動凸輪轉動45度而帶動第一桿件擺動之立體示意圖;第六圖係顯示本發明較佳實施例所提供之智能煞車裝置部分透過移除第一側蓋與第二側蓋來顯示驅動組件驅動凸輪轉動90度而帶動第一桿件擺動之立體示意圖。
如第一圖至第六圖所示,當控制模組6是通信連結於解碼運算模組33與驅動馬達21,藉以依據至少一行車狀態參數與凸輪方位產生步進驅動信號,並將步進驅動信號傳送至驅動馬達21;其中,控制模組6主要是依據行車狀態參數來計算出所需控制的速度,並依據凸輪方位來判斷煞車線202的拉緊程度,藉以判斷是否需要拉緊煞車線202,或者放鬆煞車線。
承上所述,第四圖中的凸輪22是處於沒有帶動連動桿5轉動的初始位置,而第五圖中的凸輪22是受控制而轉動45度,第六圖中的凸輪22則是受控制而轉動90度。在本實施例中,預設凸輪22在轉動90度時,其所帶動的第二桿件512之擺動角度可以將煞車線202拉到最緊。
綜上所述,相較於現有的ADAS系統可以應用在利用制動缸來控制煞車油路的車輛上,導致沒有使用制動缸來控制煞車油路的自行車無法適用;本發明所提供之智能煞車裝置可以利用控制模組依據至少一行車狀態參數與凸輪方位偵測組件之凸輪方位產生步進驅動信號,並將步進驅動信號傳送至驅動組件之驅動馬達,藉以控制凸輪轉動,以利用凸輪帶動連動桿拉緊自行車之煞車線,進而達到輔助使用者控制自行車之煞車的功效,有效的增加使用者騎自行車時的安全性。
藉由以上較佳具體實施例之詳述,係希望能更加清楚描述本發明之特徵與精神,而並非以上述所揭露的較佳具體實施例來對本發明之範疇加以限制。相反地,其目的是希望能涵蓋各種改變及具相等性的安排於本發明所欲申請之專利範圍的範疇內。
100:智能煞車裝置 1:基座 11:基座本體 111:容置空間 112:第一開口 113:第二開口 12:第一側蓋 13:第二側蓋 14:固定框架 2:驅動組件 21:驅動馬達 211:輸出軸 22:凸輪 23:同步齒輪 221:滑移結構 3:凸輪方位偵測組件 31:旋轉方位編碼器 311:偵測轉軸 32:連動齒輪 33:解碼運算模組 4:固定件 5:連動桿 51:連動桿本體 511:第一桿件 5111:第一連結部 5112:第一端部 512:第二桿件 5121:第二連結部 5122:第二端部 51221:推動結構 5123:樞接部 52:樞接件 6:控制模組 200:自行車 201:自行車架 202:煞車線 D1:煞車拉線方向 D2:軸向 D3:垂直方向 G:凹槽
第一圖係顯示本發明較佳實施例所提供之智能煞車裝置設置於自行車之立體示意圖; 第二圖係顯示本發明較佳實施例所提供之智能煞車裝置部分分解之立體示意圖; 第三圖係顯示本發明較佳實施例所提供之智能煞車裝置部分分解之另一視角立體示意圖; 第四圖係顯示本發明較佳實施例所提供之智能煞車裝置部分透過移除第一側蓋與第二側蓋來顯示凸輪在初始位置時與第一桿件之相對位置之立體示意圖; 第五圖係顯示本發明較佳實施例所提供之智能煞車裝置部分透過移除第一側蓋與第二側蓋來顯示驅動組件驅動凸輪轉動45度而帶動第一桿件擺動之立體示意圖;以及 第六圖係顯示本發明較佳實施例所提供之智能煞車裝置部分透過移除第一側蓋與第二側蓋來顯示驅動組件驅動凸輪轉動90度而帶動第一桿件擺動之立體示意圖。
100:智能煞車裝置
1:基座
11:基座本體
12:第一側蓋
13:第二側蓋
14:固定框架
4:固定件
5:連動桿
51:連動桿本體
5111:第一連結部
5112:第一端部
512:第二桿件
5121:第二連結部
5122:第二端部
51221:推動結構
52:樞接件
6:控制模組
200:自行車
201:自行車架
202:煞車線
D1:煞車拉線方向
D3:垂直方向
G:凹槽

Claims (7)

  1. 一種智能煞車裝置,係用以驅動一自行車之一煞車線沿一煞車拉線方向移動以輔助該自行車煞車,該智能煞車裝置包含: 一基座,係固定於一自行車架; 一驅動組件,係固定於該基座,並且包含: 一驅動馬達,係具有一輸出軸,並依據一驅動信號驅動該輸出軸旋轉; 一凸輪,係固接於該輸出軸,並受該輸出軸所驅動而旋轉:以及 一同步齒輪,係固接於該輸出軸,並受該輸出軸所驅動而與該凸輪同步旋轉; 一凸輪方位偵測組件,係固設於該基座,並且包含: 一連動齒輪,係嚙合於該同步齒輪以配合該同步齒輪連動; 一旋轉方位編碼器,係偵測該連動齒輪之一連動方位以產生一方位碼;以及 一解碼運算模組,係對該方位碼解碼,據以換算出該凸輪之一凸輪方位; 一固定件,係固定於該煞車線; 一連動桿,係樞接於該基座,並具有相對設置之一第一端部與一第二端部,該第一端部係抵接於該凸輪,藉以被該凸輪所帶動而使該連動桿轉動,該第二端部係用以在該連動桿轉動時推動該固定件,以驅動該煞車線沿該煞車拉線方向移動以輔助該自行車煞車;以及 一控制模組,係通信連結於該解碼運算模組與該驅動馬達,藉以依據至少一行車狀態參數與該凸輪方位產生一步進驅動信號,並將該步進驅動信號傳送至該驅動馬達; 其中,該至少一行車狀態參數包含一行車速度、一跟車安全距離與一障礙物預警距離之至少一者。
  2. 如請求項1所述之智能煞車裝置,其中,其中,該第二端部更具有一推動結構,該推動結構係用以推動該固定件。
  3. 如請求項2所述之智能煞車裝置,其中,其中,該推動結構更開設有一凹槽供該煞車線穿過。
  4. 如請求項1所述之智能煞車裝置,其中,該連動桿更包含一連動桿本體與一樞接件,該連動桿本體係可活動地設置於該基座內,並具有相對設置之該第一端部與該第二端部,且該第二端部係自該基座朝該煞車線伸出,該樞接件係穿設於該連動桿本體而固接於該基座,藉以使該連動桿本體可轉動地連結於該基座。
  5. 如請求項4所述之智能煞車裝置,其中,該連動桿本體更包含: 一第一桿件,係沿該煞車拉線方向延伸;以及 一第二桿件,係連結於該第一桿件,並沿一垂直於該煞車拉線方向之軸向延伸。
  6. 如請求項5所述之智能煞車裝置,其中,該第二桿件更具有一樞接部,該樞接部係可轉動地連結於該樞接件,並鄰近於該第一桿件與該第二桿件之連結處。
  7. 如請求項1所述之智能煞車裝置,其中,該基座更包含一基座本體,該基座本體係固定於該自行車架,並具有一容置空間,該驅動組件與該凸輪方位偵測組件係固定於該基座本體,且該連動桿係可轉動地設置於該容置空間內,而該第二端部係伸出該容置空間外。
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0269547A2 (en) * 1986-11-05 1988-06-01 Joseph Rogozinski Braking system
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