汽车防滑专用刹车轮系统的制作方法

本实用新型涉及一种汽车防滑专用刹车轮系统，属于汽车防护（安全）器件。

背景技术：

目前汽车刹车都是对滚动的车轮胎进行制动刹车，车轮胎与地面产生滑动时则启动abs帮助刹车，当出现冰雪路面特别滑时，abs效果也不好。特别是在冬季路面结冰时会经常出现车辆打滑、不受控制的移动等危险状况。本方案就是针对这种情况提出的。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种汽车防滑专用刹车轮系统，是针对路面特别滑的状态能进行及时有效刹车，在现有车辆上增加一套专用刹车轮进行刹车，对在冰面上滑动的车辆进行及时有效刹车。刹车轮只是专用于刹车，不起支撑车辆的作用。左右一边一个（或二个），刹车轮的宽度与车轮胎相当。刹车轮在刹车时接触地面，正常行驶时抬离地面。车辆刹车时如果没有启动abs，则该刹车轮只是放下至地面并与地面滚动接触，不起刹车的作用；当车辆刹车的同时启动了abs，该刹车轮进行制动——即刹车轮不是与地面滚动接触了，是滑动状态，同时加大向下的压力，刹车轮上的小尖刺刺入地面冰中，对车辆进行及时有效刹车。车辆启动abs时说明车辆轮胎与地面有滑动，需要立即进行有效刹车，此时本系统才发挥作用。本系统是自动常开的，如果长时间不用，总开关在车辆前机盖里面，只有这个开关才能彻底关闭，非冬季时可以关闭。

本实用新型的技术方案是这样实现的：一种汽车防滑专用刹车轮系统，由多个支架、刹车轮、制动钳、电磁铁活塞及电磁铁线圈、控制板组成，其中系统分四个功能块：活塞体、活塞套架、活塞电磁铁线圈组成动力功能块；刹车轮支架、刹车轮、制动钳、制动钳电磁铁线圈组成制动功能块；驻车电磁铁线圈、驻车插销、驻车插销孔组成驻车功能块；驻车插销归位接触开关，活塞体状态红外线检测器，制动钳状态红外线检测器，电控板组成自检控制功能块；

其特征在于：动力功能块中的活塞套架旋转轴固定在车体上，位于车辆后轮的后偏上方，活塞套架旋转轴的外端头不超过车体外侧；活塞套架顶部有一个轴套，与活塞套架旋转轴配合，底部有三个并列洞口为活塞体腔，分别对应活塞体的三个活塞电磁铁柱，活塞套架围绕活塞套架旋转轴转动；活塞体是三个并列的电磁铁柱在底部相连，相连的部分形成活塞体轴，三个电磁铁柱分别对应三个电磁铁线圈，在活塞体腔中运动；三个活塞电磁铁线圈在活塞套架的实壁中，中间一个为活塞电磁铁往复线圈，活塞电磁铁往复线圈负责电磁铁的提起或者放下，两边的活塞电磁铁动力线圈，负责增加活塞体向下的力；活塞电磁铁往复线圈的线圈数少，两边的活塞电磁铁动力线圈的线圈数多，活塞电磁铁往复线圈、活塞电磁铁动力线圈通电后驱动活塞体在活塞体腔中运动，活塞通风口进行活塞内外通风平衡气压；

制动功能块中的刹车轮支架有三个旋转轴套，分别与固定在车体上的刹车轮支架旋转轴、与活塞体底部相连的活塞体轴、与刹车轮轴配合；活塞套架旋转轴、刹车轮支架旋转轴是固定在车体上的，刹车轮围绕刹车轮轴转动，当活塞体向下运动时，通过活塞体轴推动刹车轮支架围绕刹车轮支架旋转轴旋转，刹车轮支架通过刹车轮轴带动刹车轮接触地面，活塞体向上运动则带动刹车轮抬离地面；刹车轮支架上设有一对制动钳，制动钳电磁铁线圈位于刹车轮支架的刹车轮支架横梁中，制动钳电磁铁线圈中间空的空间是制动钳运行空间，在制动钳朝向刹车轮方向与刹车轮接触的部位设有凸凹结构，在制动钳上设计制动钳凸脊，在刹车轮上设有与制动钳凸脊相配合的沟槽即刹车轮凹槽，驻车功能块中的活塞体中间的电磁铁柱的端部设一个驻车插销孔，在活塞套架的活塞体腔的中间腔的底部与驻车插销孔对应的部位设置驻车电磁铁线圈和驻车插销，驻车电磁铁线圈围在驻车驻车插销电磁线圈腔外；

自检控制功能块中的电控板位于活塞套架上，外面有防护盖板保护，电控板的电源线连接到车辆电池上，来自车辆的刹车信号a信号、abs信号b信号、倒车信号c信号、驻车信号d信号四种信号通过信号线连接到电控板，信号线中有一条将刹车轮系统自检状态的信号反馈给车辆仪表盘的信号线；驻车电磁铁线圈电源线与驻车插销归位接触开关信号线伴行，驻车插销归位接触开关位于驻车插销电磁线圈腔的底部，驻车插销电磁线圈腔位于活塞套架的活塞体腔中间腔的底部与驻车插销孔对应的位置，为按压式开关，按压接通，松开离断，驻车插销收回来时正好将驻车插销归位接触开关按压接通，电控板检测到电路通畅，反馈给车辆仪表盘，显示本刹车系统解锁，可以继续自检或者正常使用；如果自检时驻车电磁铁线圈反向通电，驻车插销归位接触开关没有被按通，表明驻车插销没有收进来，还卡着活塞体没有放开，本刹车系统不能正常工作，驻车插销归位接触开关没有被按通，电控板反馈给仪表盘显示本刹车系统（左或右）没有解锁；

活塞电磁铁电源线与活塞体状态红外线检测器电源线及信号线伴行，进入到活塞体腔中后分开，一个给活塞电磁铁线圈供电，一个给活塞体状态红外线检测器供电和反馈信号；活塞体状态红外线检测器位于活塞体腔的中间腔中、驻车插销电磁线圈腔的下方，圆周对称设置，一个是发射端，一个是接收端，活塞体上升到高位时就遮挡活塞体状态红外线检测器，活塞电磁铁往复线圈正向通电，活塞体向下运动，就露出活塞体状态红外线检测器，发射的信号就被对称端检测到，自检时能检测到对方信号，表明活塞体可以被活塞电磁体往复线圈驱动放下，可以工作，自检继续；否则反馈给电控板，电控板给车辆仪表盘显示左或右活塞电磁体往复线圈不能正常放下活塞体，本侧自检终止，另一侧自检继续；

制动钳电磁铁线圈电源线与制动钳状态红外线检测器电源线及信号线伴行，制动钳状态红外线检测器位于刹车轮支架的刹车轮支架横梁中，制动钳电磁铁线圈正向通电，制动钳向中间收紧，就可以夹紧刹车轮，检测器内侧和外侧各一个，分别负责本侧的制动钳的状态检测，制动钳收紧就遮挡检测器，分开则露出检测器，电控板收到被遮挡的信号表明制动钳可以被电磁铁线圈驱动工作，否则经电控板反馈给车辆仪表盘显示左或右的内侧或外侧制动钳不能正常工作，继续自检。所有驻车插销、活塞体、制动钳检测完毕生成检测报告至车辆仪表盘显示。

所述的刹车轮刹车主要有三个动作，第一个动作是放下刹车轮与地面接触上，即中间活塞电磁铁往复线圈正向通电推动活塞体向下运动将刹车轮放到地面上，这时的刹车轮是转动的，不能帮助刹车；第二个动作是让刹车轮不转动，制动钳是靠制动钳电磁铁线圈提供动力运动，制动钳向内收紧就将刹车轮夹紧不转动了；第三个动作是加大刹车轮与地面的压力，当abs启动时，即两侧活塞电磁铁动力线圈驱动活塞体加大向下的力，让刹车轮与地面的压力更大；刹车轮表面有许多小尖刺，大约2.5毫米，既能刺入地面的冰中还不伤路面，这样才能帮助刹车。

所述的刹车轮高位时的底缘与地面的高度是活塞体的运动距离，为100毫米--300毫米（根据车体高度选择合适型号）。

所述的制动钳与刹车轮之间的间隙即制动钳凸脊与刹车轮之间的间隙为制动钳的运动距离，即10毫米左右。

所述的两侧活塞电磁体动力线圈的自检与中间活塞电磁体往复线圈一样。

所述的信号线分为内侧信号线和外侧信号线。

所述的制动钳状态红外线检测器分为内侧制动钳状态红外线检测器和外侧制动钳状态红外线检测器。

所述的制动钳分为左侧和右侧。

所述的制动钳电磁铁线圈分为左侧和右侧。

所述的制动钳呈放倒的“l”型。

本实用新型的积极效果是：能够及时有效刹车，有效防止滑动事故发生；用电磁铁做动力，能使动力均匀并且不受路面高低不平的影响，能使刹车轮始终保持与地面有效接触；用电磁铁做动力驱动制动钳，不受制动钳表面的污物限制，有条形槽与条形凸起相啮合从而达到有效制动的目的。

附图说明

图1为本实用新型的总体示意图（高位状态、驻车状态）。

图2为本实用新型的高位状态（图1的放大图）。

图3为本实用新型的低位状态（刹车时状态、帮助刹车状态）。

图4为本实用新型的制动功能块侧视图。

图5为本实用新型的制动功能块正视图（放开状态。制动钳与刹车轮之间的间隙19是存在的。制动钳状态红外线检测器29都是露出来的）。

图6为本实用新型的制动功能块正视图（夹紧状态，制动钳与刹车轮之间的间隙19是不存在的，制动钳12是夹紧刹车轮7的，制动钳状态红外线检测器29都是被遮挡住的）。

图7为本实用新型的制动功能块正视图（图5的局部放大，主要是表示制动钳状态红外线检测器29的状态：露出来的）。

图8为本实用新型的制动功能块正视图（图6的局部放大，主要是表示制动钳状态红外线检测器29的状态：被制动钳12遮挡的）。

图9为本实用新型的动力功能块示意图（驻车状态，驻车插销18是将活塞体6卡住的，通风口22图中为了表示方便才这样的，实际上通风口22对外的开口是通过管道开在防护罩里面，防止污泥，入口处有防护网）。

图10为本实用新型的动力功能块示意图（放下状态。驻车插销18是收回来的，活塞体6是自由的，此时活塞体状态红外线检测器28是露出来的）。

图11为本实用新型的电磁铁线圈14-1和14-2形态示意图。

图12为本实用新型的活塞体6的形态示意图。

图13为本实用新型的电控板17的位置及配线示意图。

图14为本实用新型的动力功能块与驻车功能块示意图。

图15为本实用新型的制动钳12与刹车轮7位置关系示意图。

图16为本实用新型的刹车轮支架3与制动钳12的位置关系示意图。

图17为本实用新型的刹车轮支架3、制动钳12与刹车轮7的位置关系示意图。

图18为本实用新型的立体整体示意图。

其中活塞套架1，活塞体腔2，刹车轮支架3，刹车轮支架横梁3-1，活塞套架旋转轴4，刹车轮支架旋转轴5，活塞体6，刹车轮7，刹车轮表面小尖刺8，刹车轮两端面条形槽9，刹车轮轴10，活塞体轴11，制动钳12，内侧制动钳12n，外侧制动钳12w，制动钳凸脊13，中间活塞电磁铁往复线圈14-1，两侧活塞电磁铁动力线圈14-2，制动钳电磁铁线圈15，内侧制动钳电磁铁线圈15n、外侧制动钳电磁铁线圈15w，驻车电磁铁线圈16，电控板17，驻车插销18，驻车插销电磁线圈腔18-1，制动钳与刹车轮之间的间隙19，驻车插销孔20，驻车插销归位接触开关21，驻车插销归位接触开关信号线21-1，通风口22，四种信号abcd信号线及反馈给仪表盘信号线23，供电电源线24，活塞电磁铁线圈电源线25，制动钳电磁铁线圈电源线26，驻车电磁铁线圈电源线27，活塞体状态红外线检测器28，活塞体状态红外线检测器电源线及信号线28-1，制动钳状态红外线检测器29，内侧制动钳状态红外线检测器29n，外侧制动钳状态红外线检测器29w，制动钳状态红外线检测器电源线及信号线29-1，制动钳状态红外线检测器电源线及内侧信号线29-1n，制动钳状态红外线检测器电源线及外侧信号线29-1w，支架上防护罩30-1，支架下防护罩30-2，活塞套架防护罩30-3。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步的描述：

如图1-18所示，一种汽车防滑专用刹车轮系统，由多个支架、刹车轮、制动钳、电磁铁活塞及电磁铁线圈、控制板组成，其中系统分四个功能块：活塞体6、活塞套架1、中间活塞电磁铁往复线圈14-1和两侧活塞电磁铁动力线圈14-2组成动力功能块；刹车轮支架3、刹车轮7、制动钳12（内侧制动钳12n、外侧制动钳12w）、制动钳电磁铁线圈15（内侧制动钳电磁铁线圈15n、外侧制动钳电磁铁线圈15w）组成制动功能块；驻车电磁铁线圈16、驻车插销18、驻车插销孔20组成驻车功能块；驻车插销归位接触开关21、活塞体状态红外线检测器28、制动钳状态红外线检测器29（内侧制动钳状态红外线检测器29n、外侧制动钳状态红外线检测器29w）、电控板17组成自检控制功能块；

其特征在于：动力功能块中的活塞套架旋转轴4固定在车体上，位于车辆后轮的后偏上方，活塞套架旋转轴4的外端头不超过车体外侧；活塞套架1顶部有一个轴套，与活塞套架旋转轴4配合，底部有三个并列洞口为活塞体腔2，分别对应活塞体6的三个活塞电磁铁柱，活塞套架1围绕活塞套架旋转轴4转动；活塞体6是三个并列的电磁铁柱在底部相连，相连的部分形成活塞体轴11，三个电磁铁柱分别对应三个电磁铁线圈，即中间活塞电磁铁往复线圈14-1，两边的两侧活塞电磁铁动力线圈是14-2，在活塞体腔2中运动；三个活塞电磁铁线圈在活塞套架1的实壁中，中间活塞电磁铁往复线圈14-1，负责电磁铁6的提起或者放下，两侧活塞电磁铁动力线圈14-2，负责增加活塞体6向下的力；中间活塞电磁铁往复线圈14-1的线圈数少，两侧活塞电磁铁动力线圈14-2的线圈数多，中间活塞电磁铁往复线圈14-1、两侧活塞电磁铁动力线圈14-2通电后驱动活塞体6在活塞体腔2中运动，活塞通风口22进行活塞内外通风平衡气压；

制动功能块中的刹车轮支架3有三个旋转轴套分别与固定在车体上的刹车轮支架旋转轴5，与活塞体6底部相连的活塞体轴11，与刹车轮轴10配合；活塞套架旋转轴4、刹车轮支架旋转轴5是固定在车体上的，刹车轮7围绕刹车轮轴10转动，当活塞体6向下运动时，通过活塞体轴11推动刹车轮支架3围绕刹车轮支架旋转轴5旋转，刹车轮支架3通过刹车轮轴10带动刹车轮7接触地面，活塞体6向上运动则带动刹车轮7抬离地面；刹车轮支架3上设有一对制动钳12，制动钳电磁铁线圈15位于刹车轮支架3的刹车轮支架横梁3-1中，制动钳电磁铁线圈15中间空的空间是制动钳12运行空间，在制动钳12与刹车轮7接触的部位设有凸凹结构，在制动钳12朝向刹车轮7的方向上设计制动钳凸脊13，在刹车轮7上设有与制动钳凸脊13相配合的沟槽——刹车轮凹槽9。

所述的刹车轮7刹车主要有三个动作，第一个动作是放下刹车轮7与地面接触上，即活塞电磁铁往复线圈14-1正向通电推动活塞体6向下运动将刹车轮7放到地面上，这时的刹车轮7是转动的，不能帮助刹车；第二个动作是让刹车轮7不转动，制动钳12受制动钳电磁铁线圈15推力提供动力运动，制动钳12向内收紧就将刹车轮7夹紧不转动了；第三个动作是加大刹车轮7与地面的压力，当abs启动时，即两侧活塞电磁铁动力线圈14-2动作让刹车轮7与地面的压力更大；刹车轮7表面有许多小尖刺8，大约2.5毫米，既能刺入地面的冰中还不伤路面，这样才能帮助刹车。

所述的刹车轮7高位时的底缘与地面的高度是活塞体6的运动距离，为100毫米--300毫米，可以根据车体高度设定不同型号。

所述的制动钳12与刹车轮7之间的间隙19为制动钳12的运动距离，即10毫米。

驻车功能块中的活塞体6中间的一个电磁铁柱的端部设一个驻车插销孔20，在活塞套架1的活塞体腔2的中间腔的底部与驻车插销孔20对应的部位设置驻车电磁铁线圈16和驻车插销18，驻车电磁铁线圈16中空部分是驻车插销电磁线圈腔18-1。

自检控制功能块中的电控板17位于活塞套架1上，外面有防护罩保护，电控板17的电源线24连接到车辆电池上，来自车辆的刹车信号a信号、abs信号b信号、倒车信号c信号、驻车信号d信号四种信号通过信号线23连接到电控板17，信号线23中有一条将刹车轮系统自检状态的信号反馈给车辆仪表盘的信号线；驻车电磁铁线圈电源线27与驻车插销归位接触开关信号线21-1伴行，驻车插销归位接触开关21位于驻车插销电磁线圈腔18-1的底部，驻车插销电磁线圈腔18-1位于活塞套架1的活塞体腔2中间腔的底部与驻车插销孔20对应的位置，为按压式开关，按压接通，松开离断，驻车插销18收回来时正好将驻车插销归位接触开关21按压接通，电控板17检测到电路通畅，反馈给车辆仪表盘，显示本刹车系统解锁，可以继续自检或者正常使用；如果自检时即驻车电磁铁线圈16反向通电，驻车插销归位接触开关21没有被按通，表明驻车插销18没有收进来，还卡着活塞体6没有放开，本刹车系统不能正常工作，驻车插销归位接触开关21没有被按通，电控板17反馈给仪表盘显示本刹车系统（左或右）没有解锁。

活塞电磁铁电源线25与活塞体状态红外线检测器电源线及信号线28-1伴行，进入到活塞体腔2中后分开，一个给活塞电磁铁线圈供电，一个给活塞体状态红外线检测器28供电和反馈信号；活塞体状态红外线检测器28位于活塞体腔2的中间腔中，在驻车插销电磁线圈腔18-1的下方合适位置——即当活塞体6伸出时能露出来即可，圆周对称设置，一个是发射端，一个是接收端，活塞体6上升到高位时就遮挡活塞体状态红外线检测器28，中间活塞电磁铁往复线圈14-1正向通电，活塞体6向下运动，就露出活塞体状态红外线检测器28，发射的信号就被对称端检测到，自检时能检测到对方信号，表明活塞体6可以被中间活塞电磁铁往复线圈14-1驱动放下，可以工作，自检继续；否则反馈给电控板17，电控板17给车辆仪表盘显示（左或右）中间活塞电磁铁往复线圈14-1不能正常放下活塞体6，本侧自检终止，另一侧自检继续。

所述的两侧活塞电磁体动力线圈14-2的自检与中间活塞电磁铁往复线圈14-1一样。

制动钳电磁铁线圈电源线26与内侧制动钳状态红外线检测器电源线及信号线29-1n、制动钳状态红外线检测器电源线及信号线外侧29-1w伴行，制动钳状态红外线检测器29（分内外侧即29n、29w）位于刹车轮支架3的刹车轮支架横梁3-1中，制动钳电磁铁线圈15正向通电，制动钳12中的内侧制动钳12n和外侧制动钳12w向中间收紧，就可以夹紧刹车轮7，内侧制动钳状态红外线检测器29n和外侧制动钳状态红外线检测器29w各一个，分别负责本侧的制动钳12的状态检测，制动钳12中的内侧制动钳12n和外侧制动钳12w收紧就遮挡检测器，分开露出检测器，电控板17收到被遮挡的信号表明制动钳12中的内侧制动钳12n和外侧制动钳12w可以被电磁铁线圈15中的内侧电磁铁线圈15n和外侧电磁铁线圈15w驱动工作，否则经电控板17反馈给车辆仪表盘显示（左或右的内侧或外侧）制动钳不能正常工作，继续自检。所有驻车插销、活塞体、制动钳检测完毕生成检测报告至车辆仪表盘显示（当某侧驻车插销18没有解锁时，本侧自检终止；否则继续自检）。

所述的制动钳呈放倒的“l”型。

所述的刹车信号a信号、abs信号b信号、倒车信号c信号、驻车信号d信号为原车辆信号，刹车信号a信号是踩下刹车板的信号与抬起刹车板的信号；abs信号b信号是abs起作用的信号与abs取消作用的信号；倒车信号c信号是倒车信号（挂入倒车档位）与取消倒车信号（取消倒车档位），驻车信号d信号是驻车熄火信号与点火起车信号。

如图1所示本系统位于后车轮的后部，上端斜向前方放置，固定轴在前，刹车轮在后，称之为后拖式，如果上端斜向后方放置，固定轴在后，刹车轮在前，称之为前推式。后拖式不伤本系统，当本系统放下并有凸起物体时，由于是电磁力，本系统部件自然就被顺势身后托起。如果用前推式就有可能被路面上的凸起物伤到本系统部件。

图2所示为本系统正常的高位状态（也是驻车状态），活塞体6收进活塞体腔2中，刹车轮7抬离地面。活塞套架旋转轴4和刹车轮支架旋转轴5是固定在车体上。活塞套架1上端连接活塞套架旋转轴4并围绕旋转，下端安装活塞体6。活塞体6在中间活塞电磁铁往复线圈14-1或两边的活塞电磁铁动力线圈14-2驱动下进出活塞套架1的活塞体腔2。活塞体6的三个活塞体柱底部连接形成活塞体轴11与刹车轮支架3连接。刹车轮支架3共的三个轴套，一个与活塞体轴11连接活塞体6，一个与刹车轮支架旋转轴5连接并围绕旋转，一个与刹车轮轴10连接刹车轮7。这样活塞体6向下运动，带动刹车轮7压向地面（由图2变为图3所示），活塞体6向上运动则带动刹车轮7抬离地面（由图3变为图2状态）。这是本系统最主要的动作。图中防护罩30-1是支架上防护罩，与支架下防护罩30-3形成上下防护，将来自车轮的污物挡住，如图2所示，当刹车轮7抬升到高位时，30-1比30-3要出来一些，正好使来自车轮的污泥不能对活塞体及连接轴污染。下防护罩30-2正好挡住来自车轮的污泥对制动钳等的污染。

图3所示为本系统使用时的低位状态即刹车状态，活塞体6从活塞体腔2中伸出，刹车轮7接触地面。如图所示如果有凸起物从车轮方向来，则刹车轮7被托起并“顺”着滚过，因为是电磁动力，不是硬动力，比较柔性，有凸起物时，活塞体轴11都可以将活塞体6沿活塞套架1的方向被瞬间压回，不伤部件，这是后拖式的优势。如果用前推式（将车行方向倒过来看），当凸起物高度小于t的高度（t是刹车轮支架旋转轴5到刹车轮轴10延长线交于刹车轮7圆边上的一点），刹车轮7转动，刹车轮支架3也可能绕轴5旋转，本系统能通过；当凸起物高度大于t的高度并小于刹车轮7的半径时，刹车轮7有可能转动，但是刹车轮支架3可能不转动了，此时如果速度快就可能伤本系统部件；当凸起物高度大于刹车轮7的半径时，则刹车轮7不转动，刹车轮支架3更不转动了，如果这个凸起物硬度大则一定伤本系统部件，因此不能使用前推式。活塞体腔2的底部有一个通风口22，实际上这个通风口的外口开在防护罩30-3里面，防止泥污。图3中驻车插销孔20随着活塞体6运动而与驻车插销18的空间位置分开了，图2中两者位置是对应齐的，驻车时插销18进入插销孔20中将活塞体6卡住使之不下滑。刹车时的防护罩状态如图3，上防护罩30-1正好不与活塞体6相碰，刹车时污泥有可能污染活塞体6，但是这个程度很少了，只是对活塞体6的杆部污染，对连接部件或转动部件没有污染。对制动钳12也没有污染，污泥有可能进入到刹车轮7与下防护罩30-2中间，但是当abs取消时，刹车轮7是按顺时针方向转动的，会将一部分污泥旋转带出来，待变成图2状态就好了。

图4所示为本系统制动功能块示意图，制动功能块就是将刹车轮7制动，使之不转动。制动钳电磁铁线圈15位于刹车轮支架3的刹车轮支架横梁3-1中，制动钳12的横向部分在制动钳电磁铁线圈15中，竖的部分位于刹车轮7的两端，制动钳凸脊13位于制动钳12竖的部分并朝向刹车轮7。刹车轮凹槽9与制动钳凸脊13相对，制动钳凸脊13夹紧时正好压入刹车轮凹槽9中。刹车轮7表面有小尖刺8。

图5所示为本系统制动功能块示意图（松开状态，制动钳12与刹车轮7之间有间隙19）。刹车轮支架3是一个两侧是三角形支架，中间由一个刹车轮支架横梁3-1连接组成（如图16），刹车轮支架横梁3-1靠近刹车轮支架旋转轴5，横梁3-1离刹车轮轴10的距离略大于刹车轮7的半径。制动钳电磁铁线圈15的内侧制动钳电磁铁线圈15n、外侧制动钳电磁铁线圈15w内置于横梁中，两个制动钳12即内侧制动钳12n和外侧制动钳12w分别内置于内侧制动钳电磁铁线圈15n和外侧制动钳电磁铁线圈15w中。制动钳电磁铁线圈15（内侧制动钳电磁铁线圈15n和外侧制动钳电磁铁线圈15w）正向通电，则制动钳12的内侧制动钳12n、外侧制动钳12w向中间收紧（图6）状态，夹紧刹车轮7，不让它转动。为了更好地制动刹车轮7，在制动钳12（内侧制动钳12n，外侧制动钳12w）与刹车轮7的接触部位设计了凸凹结构（如图4、图15所示）。

图6所示为本系统制动功能块示意图（夹紧状态），制动钳12与刹车轮7之间没有间隙19。

图7所示为本系统制动功能块示意图（松开状态，图5的局部放大。制动钳状态红外线检测器29露出来了，可以互相检测到）。

图8所示为本系统制动功能块示意图（夹紧状态，图6的局部放大。制动钳状态红外线检测器29被遮挡了，互相检测不到）。

图9所示为本系统动力功能块和驻车功能块示意图（驻车状态，高位状态）。活塞体6位于活塞套架1的活塞体腔2中，活塞体6中间柱的端部有一个驻车插销孔20（如图12、图14所示），在活塞套架1的底部有一个驻车电磁铁线圈16，驻车插销18内置于线圈16中并在线圈16驱动下伸出或收进在驻车插销孔20中。当驻车时，为了防止刹车轮等部件在重力作用下向下滑落，本方案设计了驻车功能块。如图所示活塞体6被驻车插销18挂住的状态，这样就不会自由滑落了。中间活塞电磁铁往复线圈14-1内置于活塞套架1的中间的活塞体腔2中。中间活塞电磁铁往复线圈14-1的线圈数少（图11），力量小，中间活塞电磁铁往复线圈14-1只负责将刹车轮7放下或者提升，提供的动力有限。两侧电磁铁活塞动力线圈14-2内置于两边活塞体腔2中，线圈数多（图11），力量大，负责增加对刹车轮7向下压向地面的力。活塞体状态红外线检测器28位于活塞体套架1的中间活塞体腔2的中部，就是说当活塞体6收进时能将活塞体状态红外线检测器28被遮挡，两个感应器28不能互相接收到信号；当活塞体6伸出时能将活塞体状态红外线检测器28露出来（如图10），两个感应器28能互相接收到信号，表明活塞体6能够在中间活塞电磁铁往复线圈14-1或两侧电磁铁活塞动力线圈14-2的驱动下伸出来，如果不能伸出来就不能进行帮助刹车了，就会提示故障。

图10所示为本系统动力功能块和驻车功能块示意图（伸出状态，放下状态），图中驻车插销18收进去了，驻车插销孔20不卡了，活塞体6可以向下运行了，活塞体状态红外线检测器28露出来了，表明活塞体6可以伸出进行刹车。

图11所示为中间活塞电磁铁往复线圈14-1和两侧活塞电磁铁动力线圈14-2示意图。中间活塞电磁铁往复线圈14-1的线圈数少，动力小，只是负责将刹车轮7放下或者提升就可以了；两侧活塞电磁铁动力线圈14-2的线圈数多，动力大，负责加大刹车轮7向地面的压力，使小尖刺8能刺入地面。

图12为活塞体6的示意图，是三个活塞体在底部连接在一起的形态，底部两端是活塞体轴11，中间活塞体端部有驻车插销孔20，实际上就是一个凹槽。三个活塞体中间一个对应中间电磁铁往复线圈14-1，两边的对应两侧活塞电磁铁动力线圈14-2，无论中间电磁铁往复线圈14-1还是两侧活塞电磁铁动力线圈14-2哪一个可以使活塞体6进行伸出或者收进，只是力量大小不一样，中间电磁铁往复线圈14-1力量小些，两侧活塞电磁铁动力线圈14-2力量大些。

图13所示为电控板17及配线示意图，电控板17位于活塞套架1上，表面有防护盖板保护，供电电源线24来自车辆电池，四种信号a、b、c、d信号线23来自车辆的普通刹车（没有启动abs刹车为普通刹车）信号a信号、abs刹车信号b信号、倒车信号c信号、驻车信号d信号，四种信号经信号线23输入到电控板17中，由电控板17判断处理。驻车插销18收进来就会按压驻车插销归位接触开关21，驻车插销归位接触开关信号线21-1被接通，电控板17根据信号的通或断来判断驻车插销18是否收进驻车插销电磁线圈腔18-1中，通就是收进来了，没有通就是没有收进来，就会向电控板17报故障。活塞体状态红外线检测器电源线及信号线28-1伴行于活塞电磁铁线圈电源线25，活塞体状态红外线检测器电源线及信号线28-1给活塞体状态红外线检测器28供电（图9），活塞体状态红外线检测器28位于三根中间一根活塞体腔2的中部，就是当活塞体6伸出时确保能让检测器28露出来互相检测到信号，信号线28-1检测到通的信号表明活塞体6伸出来了，否则通过电控板17给车辆仪表盘反馈报故障。制动钳状态红外线检测器电源线及信号线29-1伴行于制动钳电磁铁线圈电源线26如图7没有被遮挡住，表明内侧制动钳12n和外侧制动钳12w没有收进来；如图8被遮挡了表明内侧制动钳12n和外侧制动钳12w收进来了，制动钳状态红外线检测器29位于刹车停车轮支架3的横梁3-1内部制动钳电磁铁线圈15中部位，内侧制动钳状态红外线检测器29n和外侧制动钳状态红外线检测器29w分别负责检测内外两个制动钳12是否能正常收进来，被遮挡就表明能收进来，如果没有被遮挡就表明本侧制动钳12不能收进来电夹紧刹车轮7来达到刹车目的。活塞电磁铁线圈电源线25有四根线，两个供给中间活塞电磁铁往复线圈14-1，两个供给两侧活塞电磁铁动力线圈14-2，改变供电方向就改变了电磁力的方向，就能控制伸出或者收进活塞体6。制动钳电磁铁线圈电源线26四根，给制动钳电磁铁线圈15供电，其中二根线给内侧制动钳电磁铁线圈15n、二根线给外侧制动钳电磁铁线圈15w供电；驻车电磁铁线圈电源线27两根，给驻车电磁铁线圈16供电。

图14所示为动力功能块和驻车功能块图。活塞套架1绕活塞套架旋转轴4旋转，活塞套架旋转轴4固定在车体上。活塞体6是三个底部边在一起的，底部两端头即是活塞体轴11，中间一个活塞体的里端有一个驻车插销孔20，在中间一个中间活塞电磁铁往复线圈14-1的里端有一个驻车电磁铁线圈16，中间是驻车插销18，驻车插销18在驻车电磁铁线圈16的驱动下垂直纸面运动，当活塞体6运行到底部时，驻车插销18正好插入驻车插销孔20中，将活塞体6挂住使之不滑落下来。中间活塞电磁铁往复线圈14-1圈数少，动力小，负责将活塞体6放下或收回即可；两侧活塞电磁铁动力线圈14-2圈数多，动力大，负责加大向地面的压力。通风口22内口开在活塞体腔2中，外口开在防护罩30-3中，用于平衡内外气压。

图15所示为制动钳12与刹车轮7的关系。制动钳12呈放倒的“l”型，其中横向的部分位于制动钳电磁铁线圈15之中，竖向的部分位于刹车轮7的两侧，制动钳12的竖向部分朝向刹车轮7的方向上有一个制动钳凸脊13，正好与刹车轮两端面条形槽9相对并配合，实现有效制动。刹车轮7表面有若干小尖刺8，长度约2.5毫米，这个长度既能刺入地面的冰中又不伤路面，能有效制动。

图16所示的刹车轮支架3与制动钳12的位置关系。刹车轮支架3是一个两侧是三角形支架，中间由一个刹车轮支架横梁3-1连接组成。刹车轮支架横梁3-1的中间是空的，里面容纳制动钳12的横向部分，制动钳电磁铁线圈15围绕在制动钳12的横向部分外围，两个制动钳12在制动钳电磁铁线圈15的驱动下左右移动——竖直的部分夹紧或放松刹车轮7。

图17所示是图15与图16的结合。

图18所示是本实用新型的立体整体示意图。活塞套架旋转轴4和刹车轮支架旋转轴5是固定在车体上的，本实用新型的部件都是围绕这两个轴转动。电控板17位于活塞套架1的表面（实际中有保护罩防护），供电电源线24引自车体电池，四种信号abcd来自车体，反馈给仪表盘信号也在信号线23中。活塞电磁铁线圈电源线25和活塞体状态红外线检测器电源线及信号线28-1伴行进入到活塞套架1中的中间活塞电磁铁往复线圈14-1、两侧活塞电磁铁动力线圈14-2及活塞体状态红外线检测器28，检测结果的信号通过28-1反馈给电控板17。驻车电磁铁线圈电源线27与驻车插销归位接触开关信号线21-1伴行进入活塞套架1的中间的活塞体腔2中（图10），给驻车电磁铁线圈16供电及反馈驻车插销归位接触开关21状态信号给电控板17。制动钳电磁铁线圈电源线26与制动钳状态红外线检测器电源线及信号线29-1伴行，这束线要经过一段软外壳接入到刹车轮支架3上，进入刹车轮支架横梁3-1中为制动钳电磁铁线圈15和制动钳状态红外线检测器29提供电力并反馈信号29-1给电控板17。活塞套架1围绕轴活塞套架旋转轴4旋转，刹车轮支架3围绕刹车轮支架旋转轴5旋转，活塞套架旋转轴4和刹车轮支架旋转轴5都是固定在车体上的，活塞体6在中间活塞电磁铁往复线圈14-1的推动下伸出或收回，带动刹车轮支架3围绕刹车轮支架旋转轴5转动，这样刹车轮7就压向地面或者抬离地面了。过程中制动钳12在制动钳电磁铁线圈15的推动下向内收紧或向外放松时则夹紧或松开刹车轮7，即使刹车轮7转动或不转动；为了实现制动结果，在刹车轮7的表面设置长度约2.5毫米的小尖刺8，和在刹车轮7两端部设置刹车轮两端面条形槽9，在制动钳12朝向刹车轮7的方向上设置制动钳凸脊13，使刹车轮两端面条形槽9正好与制动钳凸脊13相配合，增加制动效果；同时活塞电磁铁动力线圈14-2推动活塞体6加大向下的力，使刹车轮7上的小尖刺8刺入地面的冰中，有效刹车。

当普通刹车（刹车时没有启动abs称为普通刹车）时，普通刹车信号a信号经信号线23输入电控板17中，电控板17发出指令中间活塞电磁铁往复线圈14-1正向通电，活塞体6在电磁力（中间活塞电磁铁往复线圈14-1产生的电磁力不大，足以使刹车轮7接触地面）作用下向下运动（中间活塞电磁铁往复线圈14-1反向通电则活塞体向上运动，改变通电方向，活塞体运动方向改变），推动刹车轮7接触地面，因为没有对刹车轮7进行制动，所以刹车轮7是可以转动状态，此时刹车轮7与地面滚动接触（即由图2变为图3状态）。如果此时达到刹车目的，也就是说没有启动abs就完成刹车，当抬起刹车踏板，即是取消刹车信号a信号，则电控板17接收到取消刹车信号，则发出指令使中间活塞体往复线圈14-1反向通电，驱动活塞体6向上运动，带动刹车轮7抬离地面回归到高位（即由图3变为图2状态）。白话之：踩一下刹车（没启动abs），刹车轮7放下接触到地面了，抬起刹车踏板，则刹车轮7又回到高位了。这个过程中，本系统没有帮助刹车，这说明车辆完全受控——安全。

b信号abs启动的刹车情况：虽然是abs流程，其实还是在普通刹车的基础上。因为启动abs一定是在普通刹车没有达到预期目的才启动abs的，abs的启动一定晚于（但一定不早于）普通刹车，即b信号一定晚于a信号的产生（即使间隔的时间很短，也是有间隔的）。电控板17接收到刹车信号a时发出第一条指令：中间活塞电磁铁往复线圈14-1正向通电，活塞体6向下运动，带动刹车轮7接触地面，这是此条指令要完成的伸出动作。普通刹车时又立即启动了abs，则电控板17接收到abs启动的信号b信号，则发出第二条指令：制动钳电磁铁线圈15正向通电（内侧制动钳电磁铁线圈15n驱动内侧制动钳12n、外侧制动钳电磁铁线圈15w驱动外侧制动钳12w），驱动制动钳12（内侧制动钳12n、外侧制动钳12w）向内收紧夹紧刹车轮7，使之不转动（如图6）。为了更好地制动刹车轮7，在制动钳12的内侧制动钳12n和外侧制动钳12w与刹车轮7接触的部分设计了制动钳凸脊13（图5、图6），在刹车轮7对应部位设计了条形槽9（图4、图15），凸凹啮合，有效制动。第一条指令是放下刹车轮7与地面接触，第二条指令是不让刹车轮7转动，但是不转动了也不能很有效刹车，因为刹车轮7没有压向地面，可以说是轻飘飘地浮在地面上。发出的第三条指令：两侧活塞电磁铁动力线圈14-2正向通电，这个线圈的作用是加大电磁力，使活塞体6带动刹车轮7大力压向地面。刹车轮7不转动了，也大力压向地面了，但是刹车轮7如果是光滑的，也不能有效刹车，因此本方案在刹车轮7的表面设计了小尖刺8（图4、图15），小尖刺8的长度2.5毫米左右，既能刺入冰面（绝大多数滑路面都是冰面）又不伤路面。至此完成有效刹车。此时状态是：abs信号b信号与刹车信号a信号同时存在。接下来有两种情形：第一种情形是abs信号b信号与a信号同时取消；第二种情形是：abs信号b信号取消，但普通刹车信号a信号还存在。第一种情形时，电控板17发出三条指令：第一条指令制动钳电磁铁线圈15反向通电（内侧制动钳电磁铁线圈15n和外侧制动钳电磁铁线圈15w），制动钳12的内侧制动钳12n和外侧制动钳12w作分开动作，放松对刹车轮7的制动，使之可以转动状态，此时刹车轮7与地面滚动接触；第二条指令两侧活塞电磁铁动力线圈14-2通电取消，活塞体6受到的大的向下的力取消，刹车轮7上的小尖刺8不能刺入冰面，保持与地面轻轻的接触，又因为第一条指令是放开对刹车轮7的转动制动，二条指令过后是刹车轮7可以转动了，也不压向地面了。第三条指令中间活塞电磁铁往复线圈14-1反向通电，活塞体6向上运动，带动刹车轮7抬离地面，回归高位。这是第一种情形即abs信号b信号与a信号同时取消，刹车轮7抬离地面，回归高位，完成一个帮助刹车循环。第二种情形是：abs信号b信号取消了，但是普通刹车信号a信号还存在。

b信号abs启动的刹车情况的情形二，电控板17也是发出三条指令：第一条指令制动钳电磁铁线圈15（内侧制动钳电磁铁线圈15n和外侧制动钳电磁铁线圈15w）反向通电，制动钳12的内侧制动钳12n和外侧制动钳12w作分开动作，放松对刹车轮7的制动，使之可以转动状态，此时刹车轮7与地面滚动接触；第二条指令两侧活塞电磁铁动力线圈14-2通电取消，活塞体6受到的大的向下的力取消，刹车轮7上的小尖刺8不能刺入冰面，保持与地面轻轻的接触，又因为第一条指令是放开对刹车轮7的转动制动，二条指令过后是刹车轮7可以转动了，也不压向地面了。第三条指令中间活塞电磁铁往复线圈14-1保持通电（因为刹车踏板没有抬起来），刹车轮7保持与地面的滚动接触（第二种情形与第一种情形的区别就是，第二种情形时刹车轮7在地面上滚动没有抬离地面，第一情形是刹车轮7抬离地面）。之所以是这样状态，就是因为刹车踏板没有抬起来。如果刹车踏板不抬起来，刹车轮7就一直在地面上拖着。当抬起刹车踏板，即取消刹车信号a信号，电控板17接收到后发出指令中间活塞电磁铁往复线圈14-1反向通电，活塞体6向上收起，带动刹车轮7抬离地面，回归高位，完成一个帮助刹车。

倒车信号c信号情形，当车辆挂入倒挡，产生倒车信号c信号，电控板17接收后发出指令，共有三种情况，第一种情况：就是一个单纯的倒车（没有刹车），这种情况下，电控板17不发出任何指令，不产生任何动作，其实倒车时不踩刹车的时候非常少，甚至没有。第二种情况：倒车的时候踩刹车，即c信号的过程中出现普通刹车信号a信号，电控板17接收后也是不发出任何指令，就是倒车过程上踩了一下刹车，只要是不启动abs信号b信号，则电控板17就不发出任何指令。第三种情况：倒车时踩刹车，同时又启动了abs刹车，则电控板17接收后同时发出两条指令。一条指令是制动钳电磁铁线圈15（内侧制动钳电磁铁线圈15n和外侧制动钳电磁铁线圈）正向通电，制动钳12的内侧制动钳12n和外侧制动钳12w收紧夹紧刹车轮7，使之不转动；另一条指令是直接启动两侧活塞电磁铁动力线圈14-2正向通电，加大向下的力，带动刹车轮7压向地面，同时刹车轮7上的小尖刺8刺入地面的冰中，刹车轮7不转动了，又大力压向地面，则形成有效刹车。继续倒车时如果abs信号b信号取消，则普通刹车信号a信号被迫取消，电控板17接收后发出二条指令：一条指令是制动钳电磁铁线圈15（内侧制动钳电磁铁线圈15n和外侧制动钳电磁铁线圈）反向通电，制动钳12的内侧制动钳12n和外侧制动钳12w松开刹车轮7，使之可以自由转动。另一条指令是两侧活塞电磁铁动力线圈14-2取消通电的同时中间活塞电磁铁往复线圈14-1反向通电，活塞体6向上运动，带动刹车轮7向高抬起，回归高位状态。此时倒车信号c信号还存在，继续倒车，当停止倒车时，即是从倒车档退出，则电控板17不发出任何指令。

驻车信号d信号情形，当驻车（拨出车钥匙或按下熄火键后，车辆让各系统回归原位——即关闭车窗、关闭车灯等动作）时，电控板17接收这个信号后发出第一条指令中间活塞电磁铁往复线圈14-1反向通电，驱动活塞体6向上运动，使插销孔20对正插销18。电控板17间隔3秒后发出第二条指令驻车电磁铁线圈16正向通电，驻车插销18伸出进入驻车插销孔20中，挂住活塞体6不至于下滑，也就是让刹车轮7保持在高位不下滑。车辆拨出钥匙（按下熄火键）后，车辆还有一小会关闭各系统的时间，本系统的d信号处理流程就利用这个时间窗口完成。当车辆点火启动时，电控板17接收到点火启动信号——即驻车信号d取消，则发出指令进入自检程序。自检正常后电控板17发出指令驻车电磁铁线圈16反向通电，驻车插销18收回到驻车插销电磁线圈腔18-1中，为本系统帮助刹车做好准备。

只有本系统正常工作才能帮助刹车，因此自检程序是必要的。车辆点火启动，电控板17发出指令驻车电磁铁16反向通电，驻车插销18收回进入驻车插销电磁线圈腔18-1中，驻车插销18按压驻车插销归位接触开关21，开关21被按压接通，电控板17接收后判断活塞体6可以伸出，如果没有被按压接通，电控板17接收后中止自检，返回车辆仪表盘显示相应故障。此处自检通过后，电控板17发出四个指令。指令一中间活塞电磁铁往复线圈14-1正向通电，活塞体6向下运动，露出活塞体状态红外线检测器28，检测通过，否则经电控板17返给车辆仪表盘显示相应故障。指令二中间活塞电磁铁往复线圈14-1反向通电，活塞体6向上运动，收回活塞体6至高位，遮挡活塞体状态红外线检测器28。指令三两侧活塞电磁铁动力线圈14-2正向通电，活塞体6向下运动，露出活塞体状态红外线检测器28，检测通过，否则经电控板17返给车辆仪表盘显示相应故障。指令四线圈15正向通电，制动钳12向内收紧，遮挡住制动钳状态红外线检测器29（内侧制动钳状态红外线检测器29n、外侧制动钳状态红外线检测器29w），检测通过，否则经电控板17返给车辆仪表盘显示相应故障。自检程序没有通过时，不影响车辆行驶，只是帮助刹车功能不能使用。

本装置是帮助刹车，刹车轮7等不承担支撑车辆的任务，单纯承担车辆辅助刹车的任务。本系统独立专用刹车轮，不参与车辆原有刹车系统，但使用车辆原有的四种信号（a、b、c、d信号）。宽度分窄体（120毫米）和宽体（210毫米），长度分大中小型号，一共是6个型号。根据车辆情况选配合适型号，安装数量与后车轮胎数量一致。本装置安装在车体后轮后上方的车体结构上，外侧不超出车体宽度。活塞套架旋转轴4和刹车轮支架旋转轴5与车体结构固定，本装置就围绕这两个轴转动。车辆点火启动后进行自检程序，通过后就可以使用了。行驶中当踩下刹车时，刹车轮7放至地面，不向下加力，只是轻轻接触地面；当abs启动时，刹车轮7不转动并向下加大力，将小尖刺8刺入地面冰中，有效刹车；当abs消失时，这时刹车踏板可能没有抬起来，则本系统取消向下加大的力，刹车轮7可以转动了但没有抬离地面；当刹车板抬起来时，刹车轮7抬离地面至高位，至此完成一个帮助刹车过程。

倒车时，挂入倒挡，如果没有踏刹车，则本系统没有任何动作，倒车时没有刹车是极少情况，都是倒车连带刹车然后才停车。倒车时有普通刹车，刹车时没有启动abs，则系统没有动作；刹车同时启动了abs则刹车轮7放下不转动并大力向下（此过程省略了放下至地面而不加大向下的力的过程），使小尖刺8刺刺入地面冰中帮助刹车；abs信号取消时，即使这时还在踩刹车，刹车轮7也直接抬离地面至高位。也就是说倒车时踩刹车，启动abs时刹车轮7放下并帮助刹车，取消abs则刹车轮抬起至高位。

驻车时，电控板17指挥中间活塞电磁铁往复线圈14-1收回活塞体6，将刹车轮7提至高位；电控板17指挥驻车电磁铁线圈16将驻车插销18推出来，卡住活塞体6不下滑，即是将刹车轮7卡在高位。

车辆点火启动时，先进行自检程序，自检通过后电控板17指挥驻车电磁铁线圈16将驻车插销18收回，松开活塞体6，取消对刹车轮7锁定，随时准备刹车制动。

通过自检程序检查本系统状态是否正常。

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