用于自行车和其他车辆的遥控制动器的制作方法

相关申请的交叉引用

本申请要求2014年11月28日提交的匈牙利专利申请p1400562的优先权的权益，该专利申请的内容全部并入本文。

本公开总体上涉及人力车辆，更具体地涉及儿童自行车的安全系统。

背景技术：

当教导儿童骑自行车或其他人力车辆时，存在下述这样的教导阶段：儿童足以能够骑行以使得他们可以离开监护人即刻所及范围，但是不足以进行控制使得他们可以避开所有障碍物或其他危险。因此，例如，在儿童还没有掌握制动的情况下或者在儿童没有意识到接近交叉车流的情况下，存在儿童会骑到危险的十字路口中的可能性，使得监护人无法阻止上述情况。

在过去，已经提出了一些遥控制动系统，这些遥控制动系统允许监护人远程地制动自行车以防止发生这样的事件。然而，一些这样的系统存在一定的缺陷。

例如，在一些系统中，制动需要将闸瓦驱动成与自行车车轮中的一个车轮的轮胎接合。然而，可能发生的是(特别是在未充分充气轮胎的情况下)闸瓦楔入到轮胎中，其中，这种楔入会导致超出制动所需程度的过量变形，从而导致可能损坏轮胎和制动装置的太大的力。另一缺点是，在制动过程之后，必须用手使处于楔入位置中的闸瓦重置至其原始的起始位置。可能发生的是，闸瓦的这种手动重置没有正确地定位闸瓦，这会导致在没有制动命令传送至制动装置时闸瓦进行无意的制动，或者在接收到制动命令时闸瓦的不致动。

为儿童自行车和车辆提供遥控制动器将是有益的，这至少部分地减轻了上文所指出的问题。

技术实现要素：

一方面，提供了一种用于儿童自行车和车辆的遥控制动器，该遥控制动器可以安装在儿童车辆的结构件上并且该遥控制动器包括压靠车辆的车轮中的一个车轮的闸瓦，但是该遥控制动器可以被调节成在致动期间抑制对轮胎和制动装置的损坏。制动器包括由遥控器操作的电子接收单元。制动器可以具有液压装置，该液压装置保持闸瓦并且根据从遥控器接收到的信号驱动闸瓦。

一方面，提供了一种用于儿童自行车的制动器，该制动器能够使闸瓦沿两个方向(朝向制动位置和远离制动位置两者)移动，并且能够避免闸瓦的过度楔入，由此使制动过程能够具有适当的安全性。除了上述优点之外，本发明在尺寸和成本方面优化了机械支承结构。为了提供针对上述挑战的解决方案，发明了用于儿童自行车和用于为儿童设计的车辆的遥控制动器，该遥控制动器可以进行调节并且可以安装在车辆的钢结构上，并且该遥控制动器包括：闸瓦，闸瓦压在车辆的要被制动的车轮上；电子接收单元，电子接收单元能够通过遥控器而被操作；倾斜结构，倾斜结构保持闸瓦，倾斜结构的倾斜运动由从遥控器接收的信号引起，倾斜钩环围绕铰接部构成倾斜结构，倾斜结构经由挠性元件连结至由电子信号接收单元操作的马达，并且该马达使倾斜钩环朝向车轮移动很大的角度，该角度是受限制的但足以使倾斜钩环以一定的速度移动以将闸瓦设定成处于制动位置中，并且在朝向倾斜钩环的运动的轨迹的终点处设置有防碰撞元件，从而防止由闸瓦施加过多压力，但允许能够实现制动过程的足够的力。以这种方式构成的制动解决方案真正解决了这个问题，因为动力驱动的运动在两个方向上都是可靠且令人感到舒适的并且同时适当的碰撞防止了制动轮胎的过度变形。

通过使动力驱动马达(例如定速装置(pacer)或伺服马达)移动而驱动闸瓦，可以防止闸瓦突然楔入车轮并且可以避免上述缺点。逐渐制动使得能够提供平稳过渡并且力增大的曲线变得不那么陡。在有利设计的情况下，马达在可转动的板上移动并且通过纤维弹簧接合至倾斜钩环，这种连结不是自动结束的，即，可以在马达的操作之后用手使倾斜钩环移动离开车轮。

为此制动器构造t形轮廓的支承件对于结构设计来说是有利的，在t形轮廓的支承件中，端部中的一个端部弯曲到两侧并且可以连结至自行车结构并且可以在任何时候被拆卸，t形轮廓的顶部是相对水平的，碰撞板位于自行车结构后部处，并且在竖向结构上或者在周围，在轴的大部分上存在纵向间隙，支承结构的竖向轴被u形轮廓的支承钩环(该支承钩环在底部处是封闭的)的上部部段包围，在该支承钩环的两侧处，上边缘由碰撞板支承，并且支承钩环的靠近结构的上部部分与几乎竖向的柄部连续，在支承钩环的上部部段处设置有钻孔a，并且穿过该钻孔安装有固定螺钉，该固定螺钉的任务是设定支承钩环的位置，并且倾斜钩环通过铰接部接合至支承钩环的柄部。

此外，下述方面构成了优点：倾斜的马达支承板接合至支承钩环的侧部中的一个侧部，该倾斜的马达支承板放置成与支承钩环的所述一个侧部相距一定距离，从而使得可以允许倾斜钩环自由移动，并且马达安装在马达板上，其中，该板面向后并且几乎平行于支承钩环的水平。倾斜钩环几乎由连结在一起并且彼此之间具有间隙的两个板构成，该间隙松驰地调节成支承钩环的宽度并且包围该支承钩环，在倾斜钩环的端部中的一个端部处存在钻孔，该倾斜钩环可以利用钻孔连结在支承钩环的柄部处以允许倾斜运动，并且在板的与定位有钻孔的端部相反的端部处设置有连结板的嵌入件，闸瓦通过可以被释放的接头而连结至嵌入件。此外，下述情况是有利的：从侧面延伸出的移动板接合至马达的轴，并且在倾斜钩环的中间部分处存在辅助间隙，并且柔性元件由纤维弹簧构成，该纤维弹簧的一个端部连结至辅助间隙，该纤维弹簧的另一个端部连结至移动板的端部。

在有利设计的情况下，倾斜钩环的板在中间范围内通过栓钉而连结在一起，该栓钉通过碰撞支承钩环的前边缘来限制倾斜钩环的倾斜轨迹。

在另一模型的情况下，儿童自行车制动器具有两部分式外壳，该外壳在侧面覆盖装置并且可以在侧面固定至支承钩环。在这种设计的情况下，启动马达的操作的电子信号接收单元安置在马达的相反侧，通过遥控器建立了马达与电子信号接收单元之间的通信。本发明为由制动器设定的挑战和任务提供了解决方案，有助于安全制动过程，本发明易于操纵，本发明的结构设计是最优的。

另一方面，提供了一种用于人力车辆的遥控制动器，并且该遥控制动器包括支承结构、闸瓦、马达以及本地控制器，其中，该支承结构能够安装至车辆的车架，该闸瓦能够在制动位置与非制动位置之间枢转。在制动位置中，闸瓦与车辆的车轮抵接以阻止车轮的向前滚动，同时允许该车辆的向后滚动。在非制动位置中，闸瓦允许车轮的向前滚动和向后滚动。马达操作性地连接至闸瓦以使该闸瓦移动至制动位置和非制动位置以及使闸瓦移动离开制动位置和非制动位置。本地控制器包括配置成从遥控器接收信号的电子接收单元，其中，本地控制器被编程为基于信号控制马达的操作。

又一方面，提供了一种用于人力车辆的遥控制动器，该遥控制动器包括支承结构、闸瓦、马达以及本地控制器，其中，该支承结构能够安装至车辆的车架，该闸瓦能够在制动位置与非制动位置之间枢转。在制动位置中，闸瓦与车辆的车轮抵接以阻止该车轮的向前滚动。在非制动位置中，闸瓦允许车轮的向前滚动和向后滚动。马达操作性地连接至闸瓦以使该闸瓦在制动位置与非制动位置之间移动。本地控制器包括被编程为从遥控器接收信号的电子接收单元，其中，本地控制器被编程为控制马达的操作，其中，电子接收单元被编程为操作马达以在选自包括以下方面的事件中的至少一个事件的情况下使闸瓦移动至制动位置：电子接收单元确定电子接收单元与遥控器之间的距离超出选定范围；遥控制动器上的用于给马达提供电力的电池下降到低于选定电池电量；以及在电子接收单元与遥控器之间出现选定量的干扰。

附图说明

通过参照附图将更容易理解本公开的前述方面和其他方面，在附图中：

图1是根据本公开的实施方式的用于车辆的遥控制动器的各部件的分解立体图，其中，包括支承结构、支承钩环和倾斜钩环；

图2是图1中所示的支承结构的立体图；

图3是图1中所示的倾斜钩环的立体图；

图4是图1中所示倾斜钩环的俯视图；

图5是图1中所示的支承钩环的立体图；

图6是组装在一起的图1中所示的部件的侧视图；

图7是图6中所示的组装部件的正视图；

图8是安装在自行车上的遥控制动器的侧视图；以及

图9是示出了替代性倾斜钩环的侧视图。

具体实施方式

图1是遥控制动器1(遥控制动器1根据其所用于的特定应用在一些实施方式中也可以被称为儿童自行车制动器)的一些元件的放大分解图。制动器1包括支承结构10，支承结构10安装至比如自行车的人力车辆85的车架的适当部分(例如图8中所示的座椅支柱11)。在图2中单独示出了支承结构10的立体图。为了增大刚性，支承结构10包括彼此紧挨而放置并通过点焊接合的两个矩形板12a和12b，这两个矩形板12a和12b的端部13设计成处于略微倾斜的位置中，从而相对于与板12a和12b的配合部分垂直的平面形成微小角度，以便于用轭状件将制动器安装在不太竖向的座椅支柱11上。为了获得刚性，位于板上方的加强板14安装在所述两个板12a和12b的配合部分上并通过30焊接固定至所述两个板12a和12b。加强板14有助于提供适当的刚性。设置有在板12a和12b的直形部分上延伸的纵向的窄间隙15，间隙15使得能够调节儿童自行车制动器与钢结构11之间的距离。

在图5中示出了支承钩环16。支承钩环16的本体包括形成u形形状的两个柄部17a和17b，在这两个柄部17a和17b之间具有间隙并且与这两个柄部17a和17b连续的是几乎垂直的部段18a、18b。所述两个柄部17a和17b之间以及所述两个部段18a和18b之间的距离几乎等于支承结构10在板12a、12b处的总宽度，并且在安装状态下，部段18a、18b包围支承结构10的几乎水平的板12a、12b，使得板12a、12b的与如上所指出的垂直的加强元件14邻接的上边缘防止了板12a、12b的非预期移动。在图1中可以观察到，在支承钩环16的几乎竖向的柄部17b上设置有彼此上下地定位的三个钻孔19、20、21，并且在柄部17a和17b的端部处设置有一个钻孔22。设置有马达支承板23，马达支承板23经由点焊或任何其他适当手段以一定的角度固定至支承钩环16的侧部b。该板23可以是大致l形形状的。在板23上设置有垂直于柄部17a、17b的矩形开孔24，可以在矩形开孔24处安装图6和图7中所示的马达25(例如定速装置或伺服马达)。制动时产生的力不对马达支承板23进行作用。可以在上钻孔19中安置固定螺钉26，如图1中所示，并且当该螺钉松动时，支承钩环16可以在间隙15允许的范围内向前和向后移动，可以通过拧紧螺钉26将任意种类的位置固定成处于稳定状态。这种布置简单且易于使用，并且由于固定螺钉26保持支承钩环16的定位而保持良好的稳定性，而且还通过上边缘和碰撞板14以稳定方式推靠彼此从而在两个部件之间传递力来防止弯曲。

可以通过填塞(pinning)或充满(brimming)而将两个连结件81和82(例如铆钉或螺钉)固定在沿侧面30方向(未在附图中示出)的钻孔21和22中的各者中，这两个连结件81和82的任务是使覆盖结构的外壳27保持就位(图8)。

遥控制动器1的第三支承结构是倾斜钩环28，倾斜钩环28的示例在图3和图4中示出。倾斜钩环28可以由通过间隔件33和34而彼此连结的两个相同的板29a、29b构成。

以这种方式产生的空间与形成支承钩环16的外部板之间的距离松弛地配合。换句话说，倾斜钩环28可以从外侧放置在支承钩环16上。在倾斜钩环28上设置有辅助部32和两个钻孔30、31，如图1中所示。在组装制动器1时，钻孔30覆盖支承钩环16的钻孔20，并且倾斜钩环28和支承钩环16可以用螺钉80(图6)连结在一起以使得连结件(即，螺钉80)承受作用于倾斜钩环28的力，然而，同时，倾斜钩环28可以围绕作为铰接点的螺钉80以一定的角度转动。应当指出的是，保持马达25的板23将从支承钩环16偏离达所需的程度，使得其不会干涉倾斜钩环28的倾斜运动。可以在图3和图4中观察到，倾斜钩环28的板29a、29b通过间隔件33和34连结并接合成一个刚性部件，间隔件33和34可以分别被称为连接远离铰接点定位的端部的嵌入件33和配合到位于中间部段中的钻孔31中的栓钉34。上述间隔件33和34除了将板29a和29b连结在一起之外，还具有附加作用。栓钉34设定了倾斜钩环28的倾斜运动的下限，因为栓钉34碰到支承钩环16的柄部17a、17b的前边缘(如图6中所示)。在嵌入件33的中间设置有连接部83(例如带螺纹的钻孔或用于连接的任何其他适当装置)，并且儿童自行车制动器1的外部闸瓦35可以经由带螺纹的紧固件(例如螺钉)固定地但可调节地附接至此(图8)。在替代性结构中，倾斜钩环28可以是如图9中所示的那样，其中，闸瓦35借助于以垂直于倾斜钩环28的长度的方式穿过至少一个壁29a的紧固件而连接至倾斜钩环28。应当指出的是，在图9中，既示出了处于非制动位置的倾斜钩环28，又示出了处于制动位置的倾斜钩环28。在图8中，倾斜钩环28被示出为处于制动位置中。

在图6和图7中示出了制动器1的各结构部件的组装。图6的侧视图示出了上述三个主要结构部件——即，支承结构10、支承钩环16和倾斜钩环28——的组装图，其中，支承结构10和周围的支承钩环16通过固定螺钉26固定在适当位置中并且倾斜钩环28可枢转地安装至支承钩环16而处于可转动位置中。在图6中，可以观察到倾斜钩环28处于制动位置中，其中，元件34接合壁17a和17b的边缘。通过提供这种接合，壁17a和17b的边缘用作用于倾斜钩环的限制器并且因此限制了闸瓦35与车辆85的车轮42(图8)之间的所允许的接合量。在图6中，马达25被示出为安装在马达支承板23上，其中，设置有安装于马达25的轴36上的移动板37。移动板37可以围绕马达25的轴36按照双箭头38沿两个方向在一定的角度a内转动。换句话说，在板37的运动中存在空动(lostmotion)，使得可以在马达轴36不旋转的情况下发生板37从马达轴36所处的任何静止位置在选定角度a内的运动。角度a可以是任何适当角度并且可以取决于应用的具体细节。

在移动板37的端部处，设置有钩挂到移动板37上的小钻孔中的纤维弹簧39(例如弹性体的长形构件)，并且纤维弹簧39的另一端部连接至倾斜钩环28(例如，所述另一端部可以配合到倾斜钩环28的纵向钻孔32中)。马达25由于来自本地控制器90(图8)的适当指令而沿箭头38的方向向上或向下移动。本地控制器90包括电子接收单元41，电子接收单元41配置成从遥控器43接收信号并且被编程为基于所述信号来控制马达的操作。

本地控制器90包括处理器90a和存储器90b，处理器90a和存储器90b与电子接收单元41通信，如下面进一步描述的。因此，马达25的轴和移动板37的运动不是自动结束(self-closing)的。换句话说，可以通过外力提起移动板37，并且马达25不与此发生干涉，而仅仅对移动板37进行略微地制动。马达25的操作使板37向上或向下转动并且这使倾斜钩环28借助于纤维弹簧39围绕铰接点上下转动。上述机械扭矩明显大于使倾斜钩环28转动所需的扭矩。

图8中所示的外壳40(也被称为壳体40)可以由包围图6和图7中所示的布置的两个半部形成。此外，本地控制器90配合到外壳40中，本地控制器90包括电子接收单元41和位于马达25的相反侧上的电池91或其他能量储存装置。外壳半部可以由螺钉固定在一起并且可以固定至支承钩环16，如上所述。

在图8中可以观察到当闸瓦35接触车辆的轮胎42时制动器1处于制动位置中。只要遥控器43处于接收单元41的接收范围内，电子接收单元41与遥控器43之间就存在无线连接。该范围优选地选择成足以覆盖适合安全监管儿童的适当距离。在一些实施方式中，该范围可以选择成使得制动器1的特定卖方可以选择他们认为适当的范围。在其他实施方式中，该范围能够由最终用户选择以使得监护人可以根据儿童的能力和/或根据儿童骑行的特定环境来确定他们感到舒适的范围。

在默认设置中，闸瓦35和倾斜钩环28位于其相对于车辆的车轮42的最高或最远端位置处。在将制动器1安装到车辆上期间，支承结构10可以定位在车架11上，并且支承钩环16可以定位在支承结构10上以使得在倾斜钩环28的制动位置中，闸瓦35以适当的压力压靠车轮42的轮胎(以42a示出)以阻止车轮42的向前滚动。然而，应当指出的是，如特别地可以在图8中观察到的，倾斜钩环28的枢转点的位置与马达25的移动板37的运动中的空动以及作用于移动板37与倾斜钩环28之间的弹簧39的存在中的一者或两者结合允许车轮42的向后滚动。另外，马达25的移动板37的运动中的空动以及弹簧39的存在中的一者或两者允许车辆的骑行者将闸瓦35至少暂时提离车轮42以在必要的情况下允许骑行者向前滚动，从而避免特定危险。闸瓦35和倾斜钩环28的制动位置可以选择成使得即使在轮胎42a中存在相对较低的空气压力的情况下，闸瓦35仍接合车轮42并且停止车轮42的向前滚动。

当倾斜钩环28处于远端(非制动)位置中时，车轮42被允许向前和向后滚动。

如果拿着遥控器43的监护人意识到某种危险，他或她可以操作遥控器43以向本地控制器90发送制动命令，该制动命令由电子接收单元41接收。本地控制器90一旦接收到指令可以将马达25设定成处于运动中，并且倾斜钩环28通过纤维弹簧39以一定的速度向下移动以使倾斜钩环28和闸瓦35达到闸瓦35接合轮胎42a的制动位置。在接合时，在车辆停止之前，车轮42的旋转方向导致车轮42与闸瓦35的更大程度接合(楔入动作)，直到闸瓦35与轮胎42a之间出现闩锁力或制动力为止。然而，限制器防止倾斜钩环28枢转得过多而使得闸瓦35深入地楔入到轮胎42a中以致轮胎42可能损坏。换句话说，防止了倾斜钩环28由于上述楔入动作所引起的过度接合而损坏轮胎。

可以通过适当的代码和防止故障的保护信号来确保安全操作。

马达25可以是双向作用的，并且因此在制动发生之后，监护人可以操作遥控器43以向本地控制器90发送信号，从而驱动马达25提起闸瓦35并使闸瓦35和倾斜钩环28移动至非制动位置(由此将闸瓦35从轮胎42a移除)，由此允许车辆再次由儿童驱动。

本地控制器90可以包括位置传感器92(或者本地控制器90可以在倾斜钩环到达最远端位置并且抵接某物时仅仅检测马达25的电流中的尖峰)，此时，本地控制器90可以记录马达25已将闸瓦35和倾斜钩环28驱动至非制动位置。因此，应当指出的是，马达25用于将闸瓦35驱动至制动位置和非制动位置以及将闸瓦35驱动成离开制动位置和非制动位置。

在一些实施方式中，本地控制器90被编程为控制马达25的操作，以在选自包括以下方面的事件中的至少一个事件的情况下使闸瓦移动至制动位置：电子接收单元确定电子接收单元与遥控器之间的距离超出选定范围；遥控制动器上的用于给马达提供电力的电池下降到低于选定电池电量；以及在电子接收单元与遥控器之间出现选定量的干扰。选定范围可以是在例如10m至200m内的范围。在一些实施方式中，遥控器43可以被编程为在选定时间段内向电子接收单元41发送选定数目的信号(例如，每秒8个信号)。本地控制器90可以被编程为一旦在于选定时间段内接收到少于选定的下阈值数目的信号，则使马达操作以使闸瓦35移动至制动位置。

儿童自行车制动器1的实施方式提供了安全的制动过程，因为闸瓦35借助于马达25适当地压靠车轮42并且栓钉34和限制器防止了闸瓦35过重地压靠轮胎42a。所描述的构型具有相对较少数目的部件和简单的制造工艺，同时还由于楔入动作而提供较大的力，并且同时耐静态磨损和动态磨损。此外，制动器1易于安装并且易于调节。

本领域技术人员将理解，可以在不背离所附权利要求的范围的情况下实现对本文中所描述的实施方式的各种其他修改。