车轮制动与转向自动控制装置制造方法
专利名称:车轮制动与转向自动控制装置制造方法
【专利摘要】本实用新型提供一种车轮制动与转向自动控制装置。其包括反射式光传感器、距离传感器、继电器、步进电机、车轮转向机构和车轮制动器。当车行驶至与前方障碍物有一定的距离时，反射式光传感器产生感应电流信号，并将电流信号传递给距离传感器。距离传感器接收到反射式光传感器的电流信号后，向继电器发送控制信号，接通步进电机的电源。步进电机含有第一动力输出轴和第二动力输出轴，第一动力输出轴与车轮转向机构相连接，第二动力输出轴与车轮制动器相连接，第一动力输出轴、第二动力输出轴分别带动车轮转向机构以及车轮制动器实现车辆的车轮制动与转向自动控制。整个装置实用简便、效果好。
【专利说明】车轮制动与转向自动控制装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及本实用新型涉及一种自动控制装置，尤其涉及一种车轮制动与转向自动控制装置。
【背景技术】
[0002]目前车辆的制动系统一般分为鼓刹和液压碟刹两种。鼓刹是采用刹车片同轮鼓之间磨擦减速的一种传统刹车方式。液压碟刹是由一个与车轮相连的刹车圆盘和圆盘边缘的刹车钳组成，刹车时，高压刹车油推动制动块使之夹紧刹车盘，从而产生制动效果。两种制动系统均需要人工控制，操作起来费时费力。在遇紧急情况，常常由于驾驶人反应不及时造成严重后果。除此之外，车辆在制动之后车轮不能转向，也不利于避开障碍物。因此，为了克服人工控制不及时的缺点，设计一种自动灵活、能够根据前方障碍物与车辆之间的距离而实现车轮制动和转向的自动控制装置是十分重要的。
实用新型内容
[0003]有鉴于此，本实用新型提供了一种实用简便、自动灵活的车轮制动与转向自动控制装置。
[0004]本实用新型提供的车轮制动与转向自动控制装置，其包括反射式光传感器、距离传感器、继电器、步进电机、车轮转向机构和车轮制动器；
[0005]所述反射式光传感器与所述距离传感器电连接；
[0006]所述距离传感器与所述继电器电连接；
[0007]所述继电器与所述步进电机电连接；
[0008]所述步进电机含有第一动力输出轴和第二动力输出轴，第一动力输出轴与车轮转向机构相连接，第二动力输出轴与车轮制动器相连接，第一动力输出轴、第二动力输出轴分别带动车轮转向机构以及车轮制动器实现车辆的车轮制动与转向控制。
[0009]本实用新型的有益效果是:该装置能通过反射式光传感器感应车辆前方是否存在障碍物，并将感应信息发送给距离传感器；距离传感器感应车辆与障碍物之间的距离，并根据距离信息生成控制信息，将控制信息发送给继电器，继电器控制是否接通步进电机，由步进电机的第一动力输出轴、第二动力输出轴分别驱动车轮转向机构以及车轮制动器实现车辆的车轮制动与转向控制，在行驶过程中能有效地制动减速并安全地避开前方障碍物，且整个过程全自动化无需人工控制。
【附图说明】
[0010]图1为车轮制动与转向自动控制装置原理图。
[0011]图2为反射式光传感器工作示意图。
[0012]图3为车轮转向机构示意图
[0013]图4为车轮制动器示意图。
[0014]图5为车轮转向机构和车轮制动器复位的示意图。
[0015]10-障碍物，20-反射式光传感器，21-发光二极管，22-光敏三极管，30-距离传感器，40-继电器，50-步进电机，51-步进电机的第一动力输出轴，52-步进电机的第二动力输出轴，60-车轮转向机构，61-左车轮，62-双摇杆机构，63-第一复位弹簧，64-第一曲柄，65-第一传动齿轮，66-摆杆，67-右车轮，70-车轮制动器，71-压力传感器，72-制动轮，73-制动带，74-第二复位弹簧，75-制动杠杆，76-第二曲柄，77-第二传动齿轮。
【具体实施方式】
[0016]如图1所示，本实用新型提供的一种车轮制动与转向自动控制装置，其包含反射式光传感器20、距离传感器30、继电器40、步进电机50、车轮转向机构60和车轮制动器70。其中反射式光传感器20与距离传感器30电连接，距离传感器30与继电器40电连接，继电器40与步进电机50电连接。所述步进电机50含有第一动力输出轴51和第二动力输出轴52，第一动力输出轴51与车轮转向机构60相连接，第二动力输出轴52与车轮制动器70相连接，第一动力输出轴51、第二动力输出轴52分别带动车轮转向机构60以及车轮制动器70实现车辆的车轮制动与转向自动控制。
[0017]如图2所示，反射式光传感器20用于感应障碍物10，其包含用于发出光的发光二极管21和接收反射光的光敏三极管22。反射式光传感器20中的发光二极管21用于感应障碍物，并将感应到的信号传递给光敏三极管22。光敏三极管22产生感应电流信号，并将电流信号传递给距离传感器30。
[0018]距离传感器30用于判断车辆与障碍物10之间的距离。当距离传感器30接收到反射式光传感器20传来的电流信号后,其向继电器40发出控制信号,控制继电器40的触点向下移动。
[0019]继电器40根据接收的控制信号向上或向下移动触点，以接通或者断开步进电机50的电源。
[0020]步进电机50同时作为车轮转向机构60和车轮制动器70的动力源以驱动其工作。
[0021]如图3所不,车轮转向机构60包含左车轮61,双摇杆机构62,第一复位弹簧63,第一曲柄64,第一传动齿轮65,摆杆66,右车轮67。其中双摇杆机构62米用倒等腰梯形四杆铰链机构，其中较长的一条平行边的两端分别与左车轮61和右车轮67相连。且其中一个车轮所在的顶端与摆杆66的一端连接,摆杆66的另一端与第一曲柄64连接。第一曲柄64与第一传动齿轮65连接,第一传动齿轮65与步进电机50的第一动力输出轴51相连。摆杆66上与第一曲柄64位置相对的地方安装有第一复位弹簧63。
[0022]如图4所示，车轮制动器70包含压力传感器71，制动轮72，制动带73，第二复位弹簧74，制动杠杆75，第二曲柄76，第二传动齿轮77。其中制动杠杆75的一端固定为固定端，一端自由运动为自由端。制动杠杆75的固定端装有制动带73，并通过制动带73与制动轮72连接。71压力传感器安装在制动轮上。制动杠杆75的中间略靠近自由端的地方安装有第二曲柄76，第二曲柄76与第二传动齿轮77连接，第二传动齿轮77与步进电机50的第二动力输出轴52相连。在制动杠杆75的下方安装有第二复位弹簧74。
[0023]如图5所示，压力传感器71将电信号发送给继电器40，控制继电器40的触点向上移动，断开步进电机50的电源。
[0024]以下详细介绍本实用新型的车轮制动与转向自动控制装置的工作原理。
[0025]当车行驶至与前方障碍物10有一定的距离时，反射式光传感器20中的发光二极管21发出的脉冲信号被物体反射，反射信号进入光敏三极管22产生感应电流信号，并将电流信号传递给距离传感器30。
[0026]距离传感器30接收到反射式光传感器20的电流信号后，根据接收到的电流信号做出反应，向继电器40发送控制信号，使得继电器40的触点下移，接通步进电机50的电源。
[0027]当步进电机50接通电源时，步进电机50的第一动力输出轴51驱动第一传动齿轮65旋转。第一传动齿轮65逆时针旋转带动与之相连的第一曲柄64向左运动,在摆杆66上产生一个向左的推动力，使摆杆66向左运动。摆杆66向左运动使右车轮67向右转过一定角度，并通过双摇杆机构62的传动使左车轮61也相应向右转过一定角度。同样的，当第一传动齿轮65顺时针旋转带动与之相连的第一曲柄64向右运动,在摆杆66上产生一个向右的拉力，使摆杆66向右运动。摆杆66向右运动使右车轮67向左转过一定角度，并通过双摇杆机构62的传动使左车轮61也相应向左转过一定角度。
[0028]当步进电机50接通电源时，步进电机50的第二动力输出轴52驱动第二传动齿轮77旋转。第二传动齿轮77带动与之固定的第二曲柄76产生运动，在制动杠杆75上产生一个向下的推动力，使制动杠杆75向下运动。制动杠杆75向下运动时拉动制动带73抱住制动轮72，靠制动带73与制动轮72之间的摩擦力矩实现制动。
[0029]当车轮制动到一定程度时，安装在车轮制动器70中的压力传感器71产生感应信号，并向继电器40发送控制信号，使得继电器40触点上移，切断步进电机50的电源。
[0030]当步进电机50电源被切断后，车轮转向机构60中的摆杆66便会在第一复位弹簧63的弹力作用下回到初始位置，左车轮61和右车轮67也相应回到直线行驶状态。同样的，车轮制动器70中的制动杠杆75便会在第二复位弹簧74的弹力作用下回到初始位置，制动带73松开制动轮72，实现复位。
[0031]本实用新型主要运用在摩托车、玩具汽车、电动轮椅及某些工厂里的运输车中。其技术效果如下:
[0032](I)能根据车辆与前方障碍物的距离来自动控制刹车制动；
[0033](2)能根据车辆与前方障碍物的距离来自动控制车辆转向；
[0034](3)装置实用简便、效果好；
[0035]以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的【技术领域】，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。
【权利要求】
1.一种车轮制动与转向自动控制装置，包括:反射式光传感器、距离传感器、继电器、步进电机、车轮转向机构和车轮制动器，其中: 所述反射式光传感器与所述距离传感器电连接； 所述距离传感器与所述继电器电连接； 所述继电器与所述步进电机电连接； 所述步进电机含有第一动力输出轴和第二动力输出轴，第一动力输出轴与车轮转向机构相连接，第二动力输出轴与车轮制动器相连接，第一动力输出轴、第二动力输出轴分别带动车轮转向机构以及车轮制动器实现车辆的车轮制动与转向自动控制。2.根据权利要求1所述的车轮制动与转向自动控制装置，其特征是所述车轮转向机构包含左车轮、双摇杆机构、第一复位弹簧、第一曲柄、第一传动齿轮、摆杆和右车轮；其中， 所述双摇杆机构采用倒等腰梯形四杆铰链机构，其中较长的一个杆的两端分别与左车轮和右车轮相连； 所述双摇杆机构上左车轮或右车轮所在的顶端与摆杆的一端连接； 所述摆杆的另一端与第一曲柄连接； 所述第一曲柄与第一传动齿轮连接； 所述第一传动齿轮与步进电机的第一动力输出轴相连； 所述第一复位弹簧安装在摆杆上与第一曲柄位置相对的地方。3.根据权利要求1所述的车轮制动与转向自动控制装置，其特征是所述车轮制动器包含压力传感器、制动轮、制动带、第二复位弹簧、制动杠杆、第二曲柄、第二传动齿轮；其中， 所述制动杠杆一端装有制动带，并通过制动带与制动轮连接； 所述压力传感器安装在制动轮上； 所述第二曲柄与制动杠杆远离制动带的一端连接； 所述第二传动齿轮一面与第二曲柄连接，另一面与步进电机的第二动力输出轴相连； 所述第二复位弹簧安装在制动杠杆的下方。
【文档编号】B60W40-02GK204296709SQ201420714353
【发明者】程熊豪 [申请人]程熊豪
【专利摘要】本实用新型提供一种车轮制动与转向自动控制装置。其包括反射式光传感器、距离传感器、继电器、步进电机、车轮转向机构和车轮制动器。当车行驶至与前方障碍物有一定的距离时，反射式光传感器产生感应电流信号，并将电流信号传递给距离传感器。距离传感器接收到反射式光传感器的电流信号后，向继电器发送控制信号，接通步进电机的电源。步进电机含有第一动力输出轴和第二动力输出轴，第一动力输出轴与车轮转向机构相连接，第二动力输出轴与车轮制动器相连接，第一动力输出轴、第二动力输出轴分别带动车轮转向机构以及车轮制动器实现车辆的车轮制动与转向自动控制。整个装置实用简便、效果好。
【专利说明】车轮制动与转向自动控制装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及本实用新型涉及一种自动控制装置，尤其涉及一种车轮制动与转向自动控制装置。
【背景技术】
[0002]目前车辆的制动系统一般分为鼓刹和液压碟刹两种。鼓刹是采用刹车片同轮鼓之间磨擦减速的一种传统刹车方式。液压碟刹是由一个与车轮相连的刹车圆盘和圆盘边缘的刹车钳组成，刹车时，高压刹车油推动制动块使之夹紧刹车盘，从而产生制动效果。两种制动系统均需要人工控制，操作起来费时费力。在遇紧急情况，常常由于驾驶人反应不及时造成严重后果。除此之外，车辆在制动之后车轮不能转向，也不利于避开障碍物。因此，为了克服人工控制不及时的缺点，设计一种自动灵活、能够根据前方障碍物与车辆之间的距离而实现车轮制动和转向的自动控制装置是十分重要的。
实用新型内容
[0003]有鉴于此，本实用新型提供了一种实用简便、自动灵活的车轮制动与转向自动控制装置。
[0004]本实用新型提供的车轮制动与转向自动控制装置，其包括反射式光传感器、距离传感器、继电器、步进电机、车轮转向机构和车轮制动器；
[0005]所述反射式光传感器与所述距离传感器电连接；
[0006]所述距离传感器与所述继电器电连接；
[0007]所述继电器与所述步进电机电连接；
[0008]所述步进电机含有第一动力输出轴和第二动力输出轴，第一动力输出轴与车轮转向机构相连接，第二动力输出轴与车轮制动器相连接，第一动力输出轴、第二动力输出轴分别带动车轮转向机构以及车轮制动器实现车辆的车轮制动与转向控制。
[0009]本实用新型的有益效果是:该装置能通过反射式光传感器感应车辆前方是否存在障碍物，并将感应信息发送给距离传感器；距离传感器感应车辆与障碍物之间的距离，并根据距离信息生成控制信息，将控制信息发送给继电器，继电器控制是否接通步进电机，由步进电机的第一动力输出轴、第二动力输出轴分别驱动车轮转向机构以及车轮制动器实现车辆的车轮制动与转向控制，在行驶过程中能有效地制动减速并安全地避开前方障碍物，且整个过程全自动化无需人工控制。
【附图说明】
[0010]图1为车轮制动与转向自动控制装置原理图。
[0011]图2为反射式光传感器工作示意图。
[0012]图3为车轮转向机构示意图
[0013]图4为车轮制动器示意图。
[0014]图5为车轮转向机构和车轮制动器复位的示意图。
[0015]10-障碍物，20-反射式光传感器，21-发光二极管，22-光敏三极管，30-距离传感器，40-继电器，50-步进电机，51-步进电机的第一动力输出轴，52-步进电机的第二动力输出轴，60-车轮转向机构，61-左车轮，62-双摇杆机构，63-第一复位弹簧，64-第一曲柄，65-第一传动齿轮，66-摆杆，67-右车轮，70-车轮制动器，71-压力传感器，72-制动轮，73-制动带，74-第二复位弹簧，75-制动杠杆，76-第二曲柄，77-第二传动齿轮。
【具体实施方式】
[0016]如图1所示，本实用新型提供的一种车轮制动与转向自动控制装置，其包含反射式光传感器20、距离传感器30、继电器40、步进电机50、车轮转向机构60和车轮制动器70。其中反射式光传感器20与距离传感器30电连接，距离传感器30与继电器40电连接，继电器40与步进电机50电连接。所述步进电机50含有第一动力输出轴51和第二动力输出轴52，第一动力输出轴51与车轮转向机构60相连接，第二动力输出轴52与车轮制动器70相连接，第一动力输出轴51、第二动力输出轴52分别带动车轮转向机构60以及车轮制动器70实现车辆的车轮制动与转向自动控制。
[0017]如图2所示，反射式光传感器20用于感应障碍物10，其包含用于发出光的发光二极管21和接收反射光的光敏三极管22。反射式光传感器20中的发光二极管21用于感应障碍物，并将感应到的信号传递给光敏三极管22。光敏三极管22产生感应电流信号，并将电流信号传递给距离传感器30。
[0018]距离传感器30用于判断车辆与障碍物10之间的距离。当距离传感器30接收到反射式光传感器20传来的电流信号后,其向继电器40发出控制信号,控制继电器40的触点向下移动。
[0019]继电器40根据接收的控制信号向上或向下移动触点，以接通或者断开步进电机50的电源。
[0020]步进电机50同时作为车轮转向机构60和车轮制动器70的动力源以驱动其工作。
[0021]如图3所不,车轮转向机构60包含左车轮61,双摇杆机构62,第一复位弹簧63,第一曲柄64,第一传动齿轮65,摆杆66,右车轮67。其中双摇杆机构62米用倒等腰梯形四杆铰链机构，其中较长的一条平行边的两端分别与左车轮61和右车轮67相连。且其中一个车轮所在的顶端与摆杆66的一端连接,摆杆66的另一端与第一曲柄64连接。第一曲柄64与第一传动齿轮65连接,第一传动齿轮65与步进电机50的第一动力输出轴51相连。摆杆66上与第一曲柄64位置相对的地方安装有第一复位弹簧63。
[0022]如图4所示，车轮制动器70包含压力传感器71，制动轮72，制动带73，第二复位弹簧74，制动杠杆75，第二曲柄76，第二传动齿轮77。其中制动杠杆75的一端固定为固定端，一端自由运动为自由端。制动杠杆75的固定端装有制动带73，并通过制动带73与制动轮72连接。71压力传感器安装在制动轮上。制动杠杆75的中间略靠近自由端的地方安装有第二曲柄76，第二曲柄76与第二传动齿轮77连接，第二传动齿轮77与步进电机50的第二动力输出轴52相连。在制动杠杆75的下方安装有第二复位弹簧74。
[0023]如图5所示，压力传感器71将电信号发送给继电器40，控制继电器40的触点向上移动，断开步进电机50的电源。
[0024]以下详细介绍本实用新型的车轮制动与转向自动控制装置的工作原理。
[0025]当车行驶至与前方障碍物10有一定的距离时，反射式光传感器20中的发光二极管21发出的脉冲信号被物体反射，反射信号进入光敏三极管22产生感应电流信号，并将电流信号传递给距离传感器30。
[0026]距离传感器30接收到反射式光传感器20的电流信号后，根据接收到的电流信号做出反应，向继电器40发送控制信号，使得继电器40的触点下移，接通步进电机50的电源。
[0027]当步进电机50接通电源时，步进电机50的第一动力输出轴51驱动第一传动齿轮65旋转。第一传动齿轮65逆时针旋转带动与之相连的第一曲柄64向左运动,在摆杆66上产生一个向左的推动力，使摆杆66向左运动。摆杆66向左运动使右车轮67向右转过一定角度，并通过双摇杆机构62的传动使左车轮61也相应向右转过一定角度。同样的，当第一传动齿轮65顺时针旋转带动与之相连的第一曲柄64向右运动,在摆杆66上产生一个向右的拉力，使摆杆66向右运动。摆杆66向右运动使右车轮67向左转过一定角度，并通过双摇杆机构62的传动使左车轮61也相应向左转过一定角度。
[0028]当步进电机50接通电源时，步进电机50的第二动力输出轴52驱动第二传动齿轮77旋转。第二传动齿轮77带动与之固定的第二曲柄76产生运动，在制动杠杆75上产生一个向下的推动力，使制动杠杆75向下运动。制动杠杆75向下运动时拉动制动带73抱住制动轮72，靠制动带73与制动轮72之间的摩擦力矩实现制动。
[0029]当车轮制动到一定程度时，安装在车轮制动器70中的压力传感器71产生感应信号，并向继电器40发送控制信号，使得继电器40触点上移，切断步进电机50的电源。
[0030]当步进电机50电源被切断后，车轮转向机构60中的摆杆66便会在第一复位弹簧63的弹力作用下回到初始位置，左车轮61和右车轮67也相应回到直线行驶状态。同样的，车轮制动器70中的制动杠杆75便会在第二复位弹簧74的弹力作用下回到初始位置，制动带73松开制动轮72，实现复位。
[0031]本实用新型主要运用在摩托车、玩具汽车、电动轮椅及某些工厂里的运输车中。其技术效果如下:
[0032](I)能根据车辆与前方障碍物的距离来自动控制刹车制动；
[0033](2)能根据车辆与前方障碍物的距离来自动控制车辆转向；
[0034](3)装置实用简便、效果好；
[0035]以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的【技术领域】，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。
【权利要求】
1.一种车轮制动与转向自动控制装置，包括:反射式光传感器、距离传感器、继电器、步进电机、车轮转向机构和车轮制动器，其中: 所述反射式光传感器与所述距离传感器电连接； 所述距离传感器与所述继电器电连接； 所述继电器与所述步进电机电连接； 所述步进电机含有第一动力输出轴和第二动力输出轴，第一动力输出轴与车轮转向机构相连接，第二动力输出轴与车轮制动器相连接，第一动力输出轴、第二动力输出轴分别带动车轮转向机构以及车轮制动器实现车辆的车轮制动与转向自动控制。2.根据权利要求1所述的车轮制动与转向自动控制装置，其特征是所述车轮转向机构包含左车轮、双摇杆机构、第一复位弹簧、第一曲柄、第一传动齿轮、摆杆和右车轮；其中， 所述双摇杆机构采用倒等腰梯形四杆铰链机构，其中较长的一个杆的两端分别与左车轮和右车轮相连； 所述双摇杆机构上左车轮或右车轮所在的顶端与摆杆的一端连接； 所述摆杆的另一端与第一曲柄连接； 所述第一曲柄与第一传动齿轮连接； 所述第一传动齿轮与步进电机的第一动力输出轴相连； 所述第一复位弹簧安装在摆杆上与第一曲柄位置相对的地方。3.根据权利要求1所述的车轮制动与转向自动控制装置，其特征是所述车轮制动器包含压力传感器、制动轮、制动带、第二复位弹簧、制动杠杆、第二曲柄、第二传动齿轮；其中， 所述制动杠杆一端装有制动带，并通过制动带与制动轮连接； 所述压力传感器安装在制动轮上； 所述第二曲柄与制动杠杆远离制动带的一端连接； 所述第二传动齿轮一面与第二曲柄连接，另一面与步进电机的第二动力输出轴相连； 所述第二复位弹簧安装在制动杠杆的下方。
【文档编号】B60W40-02GK204296709SQ201420714353
【发明者】程熊豪 [申请人]程熊豪
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