CN104389927B - 一种电子机械式制动装置 - Google Patents

Abstract

一种电子机械式制动装置，涉及一种轻型或微型电动汽车制动装置。包括浮动钳体及电机，电机壳体与浮动钳体固定连接，电机轴的轴端穿过浮动钳体设置在浮动钳体内，动力输入齿轮固定套装在电机轴上；两个动力输出齿轮分别与两个滚珠丝杠螺母的一端固定连接，滚珠丝杠螺母的另一端通过轴承设置在浮动钳体上；滚珠丝杠螺母与滚珠丝杠相配合，滚珠丝杠的内端穿过动力输出齿轮后与活塞固定连接，外端固定有限位块，在限位块上设置有限位平面，限位平面与制动钳支架平面贴合；在活塞的外端固定有第一摩擦片，在浮动钳体内固定有第二摩擦片，第一摩擦片与第二摩擦片相对设置，在第一摩擦片与第二摩擦片之间设置有制动盘，活塞的外侧壁与浮动钳体间隙配合。

Description

一种电子机械式制动装置

技术领域

本发明涉及一种轻型或微型电动汽车制动装置，具体涉及一种新型电子机械式制动装置。

背景技术

在能源与环境问题备受关注的国际环境下，电动汽车迎来了又一个发展热潮。电动汽车技术在各国政府的大力支持下发展迅速，然而电动汽车的制动系统仍然采用液压制动技术。液压制动技术虽然非常成熟，但它的机械液压管路较多，真空助力器体积大，尤其在集成ABS、TCS、ESP等电控功能后，系统更加复杂，布置装配难度大。

而基于线控制动技术的电子机械式制动(EMB)装置则可以很好的克服液压制动装置存在的缺点。电子机械式制动装置以电能作为能源，电机驱动制动垫块压迫制动盘实现制动功能，由电线传递能量，数据线传递信号。它简洁的结构、高效的性能可以极大的提高汽车的安全性。以电为能源的电动汽车无疑是电子机械式制动装置的良好载体。

正是基于这一考虑，目前出现了多种电子机械式制动装置。

申请号为200910141746.3的中国专利申请公开了一种采用电机作为动力驱动机构、行星齿轮作为减速增扭机构、滚珠丝杠作为运动转换机构的电子机械式制动装置。这种配置可以产生足够的制动力矩，但它的结构相对复杂、体积较大。

申请号为201110077658.9的中国专利申请公开了一种采用电机作为动力驱动机构、单一的两级齿轮作为减速增扭机构、上下压盘作为运动转换机构的电子机械式制动装置。上、下压盘中开有对应的滚道，滚道从里到外由浅到深，靠滚道中的滚珠的移动来实现运动转换。故该装置对加工、装配精度要求较高。

申请号为201110336048.6的中国专利申请公开了一种采用电机作为动力驱动机构、斜盘作为运动转换机构的电子机械式制动装置，该装置对摩擦片要求较高。

纵观现有的多种电子机械式制动装置，或因其结构复杂，或因其加工、装配精度要求较高，目前大部分都未获得实际应用。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供一种适用于轻型或微型电动汽车的电子机械式制动装置。该电子机械式制动装置体积小、成本低、结构简单、响应速度快、便于装配与制造、具有间隙自调功能、易于维护且消耗能量少。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案，一种电子机械式制动装置，包括减速增扭机构、运动转换机构、浮动钳体及电机，所述减速增扭机构设置在浮动钳体内；

所述减速增扭机构包括一个动力输入齿轮、一个中间轴大齿轮、一个中间轴小齿轮、两个动力输出齿轮和两个过渡轴惰轮；动力输入齿轮与中间轴大齿轮相啮合，中间轴小齿轮分别与两个对称设置的过渡轴惰轮相啮合，每个过渡轴惰轮与一个动力输出齿轮相啮合，两个动力输出齿轮对称设置；中间轴大齿轮和中间轴小齿轮同轴固定在中间轴上，两个过渡轴惰轮分别固定在两根过渡轴上，中间轴和过渡轴分别通过轴承设置在浮动钳体内；

所述运动转换机构包括一对对称设置的滚珠丝杠、活塞及限位块；

电机壳体与浮动钳体固定连接，电机轴的轴端穿过浮动钳体设置在浮动钳体内，动力输入齿轮固定套装在电机轴上；两个动力输出齿轮分别与两个滚珠丝杠螺母的一端固定连接，滚珠丝杠螺母的另一端通过轴承设置在浮动钳体上；滚珠丝杠螺母与滚珠丝杠相配合，滚珠丝杠的内端穿过动力输出齿轮后与活塞固定连接，外端固定有限位块，在限位块上设置有限位平面，限位平面与制动钳支架平面贴合，使滚珠丝杠只能做轴向平移运动；在活塞的外端固定有第一摩擦片，在浮动钳体内固定有第二摩擦片，第一摩擦片与第二摩擦片相对设置，在第一摩擦片与第二摩擦片之间设置有制动盘，活塞的外侧壁与浮动钳体间隙配合。

在所述活塞与浮动钳体之间设置有活塞密封圈。

在所述活塞的外端设置有活塞凸缘。

在所述第二摩擦片的内表面设置有压力传感器。

在所述活塞凸缘的侧方设置有位移传感器。

本发明的有益效果：

在轻型或微型电动汽车上，本发明的电子机械式制动装置在产生足够大制动力矩的情况下：体积小、成本低、结构简单、响应速度快、便于装配与制造、具有间隙自调功能、易于维护且消耗能量少。

附图说明

图1为本发明的电子机械式制动装置的一个实施例的结构示意图；

图2为图1的A-A剖视图；

图3为图2的B-B剖视图；

图中：1-动力输入齿轮，2-中间轴大齿轮，3-中间轴小齿轮，4-过渡轴惰轮，5-动力输出齿轮，6-活塞，7-第一摩擦片，8-制动盘，9-第二摩擦片，10-浮动钳体，11-活塞密封圈，12-滚珠丝杠，13-滚珠丝杠螺母，14-弹性挡圈，15-轴承，16-轴承盖，17-限位块，18-限位平面，19-电机，20-齿轮轴，21-活塞凸缘。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步的详细说明。

如图1～图3所示，一种电子机械式制动装置，包括减速增扭机构、运动转换机构、浮动钳体10及电机19，所述减速增扭机构设置在浮动钳体10内；所述减速增扭机构包括一个动力输入齿轮1、一个中间轴大齿轮2、一个中间轴小齿轮3、两个动力输出齿轮5和两个过渡轴惰轮4；动力输入齿轮1与中间轴大齿轮2相啮合，构成第一级减速增扭，中间轴小齿轮3分别与两个对称设置的过渡轴惰轮4相啮合，每个过渡轴惰轮4与一个动力输出齿轮5相啮合，两个动力输出齿轮5对称设置，起到动力分流并构成第二级减速增扭；中间轴大齿轮2和中间轴小齿轮3同轴固定在中间轴上，两个过渡轴惰轮4分别固定在两根过渡轴上，中间轴和过渡轴分别通过轴承设置在浮动钳体10内；所述运动转换机构包括一对对称设置的滚珠丝杠12、活塞6及限位块17。

电机19壳体与浮动钳体10固定连接，在制动过程中，直流伺服电机19将跟随浮动钳体10一起移动；电机19轴的轴端穿过浮动钳体10设置在浮动钳体10内，动力输入齿轮1固定套装在电机19轴上；两个动力输出齿轮5分别与两个滚珠丝杠螺母13的一端固定连接，滚珠丝杠螺母13的另一端通过轴承15设置在浮动钳体10上，轴承15的内端通过弹性挡圈14进行限位，外端通过固定在浮动钳体10上的轴承盖16进行限位；滚珠丝杠螺母13与滚珠丝杠12相配合，滚珠丝杠12的内端穿过动力输出齿轮5后与活塞6固定连接，外端固定有限位块17，在限位块17上设置有限位平面18，限位平面18与制动钳支架平面贴合，从而限制滚珠丝杠12做旋转运动，使滚珠丝杠12只能做轴向平移运动；在活塞6的外端固定有第一摩擦片7，在浮动钳体10内固定有第二摩擦片9，第一摩擦片7与第二摩擦片9相对设置，在第一摩擦片7与第二摩擦片9之间设置有制动盘8，活塞6的外侧壁与浮动钳体10间隙配合。

在所述活塞6与浮动钳体10之间设置有活塞密封圈11。

在所述活塞6的外端设置有活塞凸缘21，活塞凸缘21与浮动钳体10内壁之间的距离即为制动间隙。

在所述第二摩擦片9的内表面设置有压力传感器，用于检测活塞凸缘21压到浮动钳体10内壁的压力。

在所述活塞凸缘21的侧方设置有位移传感器，用于检测活塞凸缘21移动的距离。

下面结合附图说明本发明的一次动作过程：

如图1～图3所示，使用时，将本发明的浮动钳体10安装在制动钳支架上，使浮动钳体10能够在制动钳支架上左右滑动。

当驾驶员踩下电子制动踏板时，直流伺服电机19通电旋转，同时带动减速增扭机构的动力输入齿轮1旋转，动力输入齿轮1带动与其啮合的中间轴大齿轮2旋转，实现第一级减速增扭。中间轴大齿轮2带动中间轴旋转，中间轴带动另一侧的中间轴小齿轮3旋转，中间轴小齿轮3带动与其啮合的一对对称的过渡轴惰轮4旋转，对称的过渡轴惰轮4分别带动对称的动力输出齿轮5旋转，从而实现动力分流和第二级减速增扭。滚珠丝杠螺母13在动力输出齿轮5的带动下在浮动钳体10内不断旋转。当开始制动时，限位块17的限位平面18与制动钳支架平面贴合，从而限制滚珠丝杠12做旋转运动，使滚珠丝杠12只能做轴向平移运动；因此，对称的滚珠丝杠12同时推动浮动钳体10内的活塞6向前移动，迫使第一摩擦片7接近制动盘8。当第一摩擦片7接触上制动盘8时，在制动盘8的反力作用下，推动浮动钳体10反向移动，从而使安装在浮动钳体10内的第二摩擦片9也接触上制动盘8，从而实现浮动制动功能。

当制动完成驾驶员释放电子制动踏板时，直流伺服电机19反向旋转，通过减速增扭机构带动滚珠丝杠12实现轴向反向移动，滚珠丝杠12带动活塞6反向移动；同时，储存在活塞密封圈11上的弹性势能被释放，一起带动活塞6反向移动，从而放松制动盘8，完成一次制动过程。

本发明的间隙自调功能采用机械和电子相结合的方式，当制动完成驾驶员释放电子制动踏板时，位移传感器不断检测活塞凸缘21的位移，并与电子控制单元中储存的制动间隙比较，当位移达到制动间隙值时，电子控制单元对直流伺服电机19发出控制信号。在第一摩擦片7、第二摩擦片9没有磨损时，此时活塞凸缘21正好接触到浮动钳体10内壁上，压力传感器检测到的压力值为电子控制单元中压力设定值的上限值。当第一摩擦片7、第二摩擦片9磨损时，制动装置存在过量间隙，则制动时活塞密封圈11的变形量达到极限值以后，活塞6仍可在滚珠丝杠12推力作用下克服活塞密封圈11的摩擦力继续向前移动，直到实现完全制动为止。这时，活塞6相对于活塞密封圈11向前移动了一段距离。解除制动时，活塞密封圈11在滚珠丝杠12的反向拉力作用下反向移动，储存在活塞密封圈11里的弹性势能将释放出来，同时推动活塞6反向移动。此时，位移传感器检测活塞凸缘21位移的变化，当位移传感器检测到活塞凸缘21移动的距离与电子控制单元中储存的制动间隙相同时，电子控制单元对直流伺服电机19发出控制信号，此时制动间隙将达到最初设定值。如果压力传感器检测到的压力大于设定值时，电子控制单元将发出警告信号。

Claims (5)

1.一种电子机械式制动装置，其特征在于包括减速增扭机构、运动转换机构、浮动钳体及电机，所述减速增扭机构设置在浮动钳体内；

所述减速增扭机构包括一个动力输入齿轮、一个中间轴大齿轮、一个中间轴小齿轮、两个动力输出齿轮和两个过渡轴惰轮；动力输入齿轮与中间轴大齿轮相啮合，中间轴小齿轮分别与两个对称设置的过渡轴惰轮相啮合，每个过渡轴惰轮与一个动力输出齿轮相啮合，两个动力输出齿轮对称设置；中间轴大齿轮和中间轴小齿轮同轴固定在中间轴上，两个过渡轴惰轮分别固定在两根过渡轴上，中间轴和过渡轴分别通过轴承设置在浮动钳体内；

所述运动转换机构包括一对对称设置的滚珠丝杠、活塞及限位块；

电机壳体与浮动钳体固定连接，电机轴的轴端穿过浮动钳体设置在浮动钳体内，动力输入齿轮固定套装在电机轴上；两个动力输出齿轮分别与两个滚珠丝杠螺母的一端固定连接，滚珠丝杠螺母的另一端通过轴承设置在浮动钳体上；滚珠丝杠螺母与滚珠丝杠相配合，滚珠丝杠的内端穿过动力输出齿轮后与活塞固定连接，外端固定有限位块，在限位块上设置有限位平面，限位平面与制动钳支架平面贴合，使滚珠丝杠只能做轴向平移运动；在活塞的外端固定有第一摩擦片，在浮动钳体内固定有第二摩擦片，第一摩擦片与第二摩擦片相对设置，在第一摩擦片与第二摩擦片之间设置有制动盘，活塞的外侧壁与浮动钳体间隙配合。

2.根据权利要求1所述的电子机械式制动装置，其特征在于在所述活塞与浮动钳体之间设置有活塞密封圈。

3.根据权利要求1所述的电子机械式制动装置，其特征在于在所述活塞的外端设置有活塞凸缘。

4.根据权利要求1所述的电子机械式制动装置，其特征在于在所述第二摩擦片的内表面设置有压力传感器。

5.根据权利要求3所述的电子机械式制动装置，其特征在于在所述活塞凸缘的侧方设置有位移传感器。