[0020] 为了便于理解本发明，下文将结合说明书附图和较佳的实施例对本发明作更全面、细致地描述，但本发明的保护范围并不限于以下具体的实施例。
[0021] 如图1所示，一种FSAE赛车制动安全保护装置，包括安装在驱动车轮1转动的半轴2上的现有赛车制动系统3和与现有赛车制动系统3并联的电控机械制动系统4，现有赛车制动系统3包括制动盘31和与制动盘31配合的制动钳组件32，制动钳组件32通过支撑固定臂33固定在车架上，制动钳组件32连接有制动轮缸34，制动轮缸34内设有与活塞连接复位弹簧341，制动轮缸34通过液压管路35与制动主缸36连通，制动主缸36与制动踏板37连接；制动轮缸34上还设有与电控机械制动系统4配合使用的顶杆5，电控机械制动系统4包括与顶杆5配合使用的推杆41、力矩电机42、与力矩电机42连接的转轴43和能将转轴43的旋转运动转化为推杆41直线运动的楔形斜面机构44；制动盘31内侧设有检测制动盘31转速的速度传感器6，顶杆5的下方有位移传感器7，制动踏板37连接有踏板行程位移传感器8，上述三种传感器和力矩电机42均与ECU电控单元9连接。
[0022] 本实施例中，制动钳组件32包括左制动块321、右制动块322、制动钳323和导向销324，左制动块321、右制动块322设置在制动盘31两侧，左制动块321、右制动块322均固定在制动钳323上，制动钳323与导向销324连接并依靠导向销324实现直线往复移动，导向销324通过支撑固定臂33固定在车架上。
[0023] 本实施例中，制动钳323为浮钳盘式制动钳。
[0024] 本实施例中，楔形斜面机构44包括楔形斜面442、楔形平面441和钢球443，楔形斜面442上存在一定的升角，楔形斜面442与转轴43连接，钢球443处于楔形斜面442与楔形平面441之间并处于楔形斜面442的升角处，钢球443沿升角的滚动能将旋转力矩转换为直线移动的推力，楔形平面441与推杆41连接。
[0025] 本实施例中，钢球443转过的角度大小与楔形斜面442的升角成正比例关系，钢球443转过角度越大，推杆41推出的距离越长。
[0026] 本实施例中，转轴43通过轴承支撑45进行运动轨迹限定，推杆41通过支撑架46进行运动轨迹限定。
[0027] 本实施例中，电控机械制动系统4在现有赛车制动系统3处于失效状态下使用，电控机械制动系统4与现有赛车制动系统3两者的运动互不干涉。
[0028] 本实施例中，推杆41和顶杆5处于同一条直线上，推杆41与顶杆5在无外力作用下不接触。
[0029] 本实施例中，力矩电机42连接有行星齿轮减速增扭机构47。
[0030] 本实施例中，制动盘31安装在靠近车轮1的半轴2的末端，半轴2位于车轮1的轮毂内侧。
[0031] 行星齿轮减速增扭机构47起到增力作用，产生足够大的力矩，通过楔形斜面机构44，利用楔形斜面机构44中间的钢球滚动，以楔形斜面442升角的关系，将力矩电机42旋转的运动，转换为直线运动，直线平移向左方向推动推杆41和制动轮缸34中的顶杆5接触，顶杆5推动制动轮缸34中的活塞向左移动，从而促使制动钳组件32的右制动块322和制动盘31接触，因为制动钳323为浮钳盘式制动钳，因此，左制动块321在右制动块322的推力作用下，制动钳323会沿着导向销324向右移动，从而促使左制动块321和制动盘31仅仅压在一起，实现左制动块321和右制动块322压紧制动盘31，完成制动过程。
[0032] FSAE赛车的现有赛车制动系统3通过制动踏板37推动制动主缸36中的活塞移动，产生高压液压力，高压液压油通过液压管路35推动制动轮缸34，使制动轮缸34中的活塞克服复位弹簧341的张紧力向左移动，实现前面叙述的制动过程，当放松制动踏板37后，在制动轮缸34中的复位弹簧341作用下，活塞右移动，回到原位，制动解除。
[0033] 当紧急故障情况下，现有赛车制动系统3的液压制动失效，即制动踏板37作用，但制动主缸36通过液压管路35、制动轮缸34作用下，制动轮缸34中的活塞不作用而导致制动钳组件32中的左制动块321和右制动块322不起作用，此紧急故障情况下，如果发生在各项比赛中，赛车制动失效，将可能导致车手和整车受到伤害，为避免这一现象的发生，在赛车轮毂内侧，设计了本实施例的FSAE赛车制动安全保护装置，可有效预防这一制动失效情况的发生。
[0034] 当制动踏板37踩下，踏板行程位移传感器8检测到制动踏板37产生制动踏板位移，同时，顶杆5置于制动轮缸34中的活塞一侧，如果制动未失效，此时，顶杆5会产生向左位移，该位移信号可被位移传感器7检测到，同时，速度传感器6检测到车轮的转速会下降。如果制动失效，踏板行程位移传感器8仍然检测到信号，而顶杆5下方的位移传感器7没有检测到顶杆5的向左位移，同时，速度传感器6检测车轮的速度没有下降，此时，上述传感器信号一并输入到ECU电控单元9，ECU电控单元99给力矩电机42电压信号，实施紧急制动，力矩电机42在输入电压的作用下，开始启动，力矩电机42通过行星齿轮减速增扭机构47的作用，实现旋转力矩增大，以满足紧急制动情况下的最大制动力矩需要，增加制动减速度，减小赛车制动距离，有效提高紧急故障情况下制动系统的制动效能。经行星齿轮减速增扭机构47的作用下，旋转力矩增大，在轴承支撑45的作用下，将旋转力矩通过楔形斜面机构44，将旋转力矩转换为直线移动的推力。楔形斜面机构44是中间的钢球443滚动，在楔形斜面442升角的作用关系下，推杆41向左移动，楔形斜面机构44中钢球443转过的角度大小与楔形斜面442的升角成正比例关系，钢球443转过角度越大，推杆41向左移动距离越长，推力左移，推杆41与顶杆5在非作用力情况下，保持一定微小距离的间隙，非作用力情况下不接触，在推杆41左移作用力情况下，推杆41推动顶杆5左移，顶杆5从而克服复位弹簧341的张紧力，推动制动轮缸34中的活塞左移，制动轮缸34从而实现在现有设计的液压制动过程，完成紧急制动的作用。电控机械制动系统4与现有赛车制动系统3并联，二者机构运动不干涉，且本实施例的FSAE赛车制动安全保护装置是在ECU电控单元9检测到制动踏板37制动失效情况下，检测制动轮缸34中活塞位移为零，车轮在速度传感器6检测中车速仍然不降低情况下，从而控制力矩电机42的输入电压，实施紧急制动过程，制动响应快，安全有效，起到紧急保护作用。
