[发明专利]自行车和机动车的防抱死和防滑机械转矩刹车系统及方法

说明书

技术领域

本发明尤其涉及用于自行车及其它电动轮车辆的防抱死(antilock)和防滑机械刹车系统。

背景技术

现有技术中已知尤其适用于自行车和摩托车的许多刹车系统。人们提出了多种机构和技术，其适用于在急停时避免减速轮抱死(lock)并因此消除自行车打滑。

人们不断提出仅对市售产品进行改进的刹车系统。因此，授予Sugimoto的美国专利No.6,155,383和授予katsuyuki等人的美国专利No.5,913,388(两篇文献均属Shimano公司)公开了用于自行车的机械改进的刹车系统。另一方面，授予Abdulatif的美国专利No.5,730,256教授了一种复杂的机械防抱死刹车系统，用于间歇地释放由制动靴施加到正在减速的车轮上的压力。该系统是仅基于车辆速度的易损坏、特别重并且复杂的系统，其不适于大量生产和用于山地或运动自行车上。

因此，存在对用于自行车的低成本防抱死和防滑机械刹车系统的需要，该系统重量轻，适于日常使用。

授予Li、标题为“Brake Shoe Assembly for a Bicycle BrakeDevice”的美国专利No.5,503,253和授予Huang、标题为“Anti-LockBrake System for a Bicycle”的美国专利申请No.2004/0182655中介绍了用于自行车的其他防抱死刹车系统。这两个发明涉及容纳在自行车制动靴组件内的防抱死刹车机构。两者都不能有效工作，这是因为他们实际上没有考虑在紧急刹车的情况下作用在制动靴上的大制动力。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种用于自行车和电动自行车的防抱死和防滑机械刹车系统，包括简单、可靠、耐久的系统，其可适用于与任何自行车类型、尺寸和用途(例如，山地、运动或公路自行车)一起使用。

本发明的防抱死和防滑机构背后的原理在于，由车辆负载轮产生的扭矩作为在紧急刹车期间使同一轮解锁的力源，从而允许车轮在最接近抱死点的摩擦点处转动。

因此，提供了一种用于使车轮转动减速或停止的防抱死刹车系统，包括用于将施加的制动力机械降低并保持在一基准的装置，所述基准低于车轮的向前扭力，从而避免危险的车轮抱死。保持这一基准，直到车轮达到足够低速使得抱死导致自行车或其他车辆以完全安全的方式停止，而不会飞出或打滑的时刻为止。

优选地，所述装置包括至少一个可运动推杆和连接到其上的至少一个施力构件，从而有助于向车轮施加磨擦制动力。当施力构件在过度刹车期间与车轮一起瞬时抱死时，施力构件适于与车轮一起向前短距离运动。当施力构件向前运动时，这导致推杆自动作用在施力构件上，从而导致施力构件以防抱死方式运动，从而解除车轮上的抱死。

下面将描述两个优选实施方式。首先，适合于与V型制动器一起使用，施力构件相当于一对制动臂和相连的制动靴。这样，在制动臂由于车轮抱死而与车轮一起向前拖曳的情况下，一对推杆作用在制动臂上，从而导致它们向外运动，远离轮缘。在第二主优选实施例中，用于与盘式制动器一起使用，施力构件相当于制动器箱和齿轮组件。这样，推杆连接到齿轮组件上，使得当制动器箱由于抱死原因而与所述盘一起向前拖曳时，推杆动作以使齿轮组件上的制动作用反向，从而解除车轮上的制动器箱抱死。

因此，在本发明的第一优选实施例中提供了一种防抱死刹车系统，包括一对制动臂，每个制动臂具有连接到其下端的制动块，用于对车轮施加制动力。制动臂适于向内运动，其能够以类似于传统刹车系统的方式将施加的制动作用传递给制动块。防抱死系统还包括一对可运动推杆，其在一端连接到制动臂的顶端，在另一端经追踪器(tracker)连接到主弹簧上。当制动臂在初始刹车期间向内运动时，推杆以相应的方式向内运动，并且弹簧由于制动作用而压缩。制动臂还适于向前运动，使得当制动块和制动臂在发生紧急刹车的情况下抱死到车轮上时，制动臂与车轮一起向前拖曳。该制动臂的向前拖曳允许推杆向外后退，从而导致制动臂相应的向外运动。当制动臂向外运动时，制动块在车轮上的抱死解除。应当认识到，车轮上的制动块只允许瞬间抱死，以便触发防抱死动作。