CN105151032B - 感载式变速器机构及具有该感载式变速器机构的制动系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种感载式变速器机构及具有该感载式变速器机构的制动系统，其特征在于：它包括高速电机、感载式变速器机构、行星齿轮减速器、丝杠螺母减速机构、制动轮缸活塞、制动块和制动钳，所述高速电机固定设置在制动器壳体上，所述高速电机的输出端固定连接所述感载式变速器机构的主动轴，所述感载式变速器机构的从动轴固定连接所述行星齿轮减速器的输入端，所述行星齿轮减速器的输出端通过所述丝杠螺母减速构推动所述制动轮缸活塞移动，所述制动轮缸活塞进推动所述制动块移动通过所述制动钳夹紧提供制动力。本发明可以广泛适用于车辆的EPB系统中，也可以应用于EMB系统或其他相似需求的系统中。

Description

感载式变速器机构及具有该感载式变速器机构的制动系统

技术领域

本发明是关于一种感载式变速器机构及具有该感载式变速器机构的制动系统，属于汽车制动技术领域。

背景技术

一般来说，制动系统包括行车制动系和驻车制动系，行车制动系通常采用脚踩等方式提供作用在主缸前端的力，通过制动主缸、制动管路作用在制动器上，通过夹紧制动器的方式使车辆进行行车制动，驻车制动系通常采用手拉或脚踩等方式进行制动动作以触发制动器保持车辆静止。普通行车制动系统是通过机械和液压连接，不具备线控制动系统的优点；驻车制动系的操作通常需要较大的操作力，在使用时不可避免的给部分驾驶人群带来使用方面的麻烦。

为了方便使用，现有技术中研发了EMB(电子机械制动系统)和EPB(电子驻车制动系统)，EMB系统是一种线控制动系统，踏板传感器感知驾驶员踩下踏板的力度，通过高速电机转动形成制动力作用在在制动器上，进而提供行车制动；EPB系统通常安装在常用的盘式制动器上，通过高速电机的转动带动制动活塞的直线移动，从而顶紧或释放制动器，实现驻车制动的电子化。因此，可以通过简单的开关操作或根据电子控制单元的控制自动的应用或释放驻车制动器。然而，在常规的EMB系统中，明显的缺点是对电机性能和可靠性的要求极高，通常也没有备份制动，在常规的EPB系统中，也存在着一个明显的缺点，即由于系统结构的限制，制动器的加紧或释放过程都需要较长的作用时间，通常在1秒以上，因此常规的EPB系统不能像手动驻车制动系统用作行车制动的后备制动。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种具有快响应特性的感载式变速器机构及具有感载式变速器机构的制动系统。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种感载式变速器机构，其特征在于：它包括一主动轴、一主动轮定轮、一主动轮动轮、一主动轮定位盘、一从动轴、一从动轮定轮、一从动轮动轮、一从动轮动轮固定盘和一传动带；所述主动轴上依次固定穿设所述主动轮定轮和主动轮定位盘，位于所述主动轮定轮和主动轮定位盘之间的所述主动轴上活动穿设所述主动轮动轮；所述主动轮定轮由第一圆盘和第一锥形圆台一体成型，所述第一锥形圆台上设置第一环形槽；所述主动轮动轮由第二圆盘和第二锥形圆台一体成型，所述第二锥形圆台与第一锥形圆台相对设置形成第一截面为V型的槽，所述第二锥形圆台上设置有与所述第一环形槽配合使用的第二环形槽，所述第一环形槽和第二环形槽形成的环形空间内插设第一弹簧；所述第二圆盘上周向设置若干两端深浅不一的弧形凹槽，所述主动轮定位盘的内侧周向设置有若干与所述弧形凹槽均相匹配的弧形浅槽，每对所述弧形凹槽与所述弧形浅槽之间设置一滚珠；所述主动轮定位盘中心设置一凹槽，所述凹槽内放置一扁簧，所述扁簧的一端固定连接设置在所述第二圆盘上的第一固定装置，所述扁簧的另一端固定连接设置在所述主动轮定位盘上的第二固定装置；所述从动轴上固定穿设所述从动轮定轮和从动轮动轮固定盘，位于所述从动轮定轮和从动轮动轮固定盘之间的所述从动轴上活动穿设所述从动轮动轮；所述从动轮定轮由第三圆盘和第三锥形圆台一体成型，所述从动轮动轮由第四圆盘和第四锥形圆台一体成型，所述第三锥形圆台与第四锥形圆台相对设置形成第二截面为V型的槽；所述第四圆盘上设置有第三环形槽，与所述第三环形槽配合使用，所述从动轮动轮固定盘上设置第四环形槽，所述第三环形槽和第四环形槽形成的环形空间内插设固定另一弹簧；所述第一截面为V型的槽和第二截面为V型的槽之间嵌设所述传动带。

一种具有感载式变速器机构的制动系统，其特征在于：它包括一高速电机、一所述感载式变速器机构、一行星齿轮减速器、一丝杠螺母减速机构、一制动轮缸活塞、一制动块和一制动钳，所述高速电机固定设置在制动器壳体上，所述高速电机的输出端固定连接所述感载式变速器机构的主动轴，所述感载式变速器机构的传动轴固定连接所述行星齿轮减速器的输入端，所述行星齿轮减速器的输出端通过所述丝杠螺母减速机构推动所述制动轮缸活塞移动，所述制动轮缸活塞推动所述制动块移动并通过所述制动钳夹紧为车轮提供制动力。

本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：1、本发明通过高速电机带动该感载式变速器机构和其他附件机构从而对车轮产生驻车制动力，由于将无极变速机构应用在EPB中，进一步提高EPB活塞的移动速度，有效缩短EPB系统的响应时间，使得EPB系统能够像手动驻车制动系统用作行车制动的后备制动。2、本发明由于在传统EPB机构上加装了无极变速机构，机构改动小，可以适应负载突变，使得系统快速恢复到两种稳定的工作状态，相应时间短，制动力增长较为线性，因此也可用于行车制动系统中。本发明可以广泛适用于车辆的EPB系统中，也可以应用于EMB系统或其他相似需求的系统中。

附图说明

图1是本发明的感载式无极变速器结构示意图；

图2是本发明的主动轮动轮的结构示意图，其中，(a)是主视图，(b)是(a)沿A-A方向的剖视图；

图3是本发明的主动轮定位盘的结构示意图。

图4是本发明的制动系统结构示意图；

图5是本发明的制动系统控制原理示意图。

具体实施方式

以下结合附图来对本发明进行详细的描绘。然而应当理解，附图的提供仅为了更好地理解本发明，它们不应该理解成对本发明的限制。在本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”等仅仅是用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

如图1～3所示，本发明提供的感载式变速器机构包括一主动轴1、一主动轮定轮2、一主动轮动轮3、一主动轮定位盘4、一从动轴5、一从动轮定轮6、一从动轮动轮7、一从动轮动轮固定盘8和一传动带9。

主动轴1作为感载式变速器机构的输入端可由高速电机驱动其进行转动，主动轴1上依次固定穿设主动轮定轮2和主动轮定位盘4，位于主动轮定轮2和主动轮定位盘4之间的主动轴1上活动穿设主动轮动轮3，主动轮动轮3可以沿主动轴1进行左右轴向滑动和圆周转动。主动轮定轮2由第一圆盘21和第一锥形圆台22一体成型，第一锥形圆台22上设置有第一环形槽23。主动轮动轮3由第二圆盘31和第二锥形圆台32一体成型，第二锥形圆台32与第一锥形圆台22相对设置形成第一截面为V型的槽，第二锥形圆台32上设置有与第一环形槽23配合使用的第二环形槽33，第一环形槽23和第二环形槽33形成的环形空间内插设第一弹簧10。第二圆盘31周向设置有若干两端深浅不同的弧形凹槽34。主动轮定位盘4的内侧周向设置有与弧形凹槽34数量、深浅和位置均相匹配的弧形浅槽41，每对弧形凹槽34与弧形浅槽41之间设置一滚珠11。主动轮定位盘4中心设置一凹槽42，凹槽42内放置一扁簧12，扁簧12的一端固定连接设置在第二圆盘31上的第一固定装置35，扁簧12的另一端固定连接设置在主动轮定位盘4上的第二固定装置43。

从动轴5作为感载式变速器机构的输出端，其上固定穿设从动轮定轮6和从动轮动轮固定盘8，位于从动轮定轮6和从动轮动轮固定盘8之间的从动轴5上活动穿设从动轮动轮7，从动轮动轮7可以沿从动轴5左右轴向滑动和圆周转动。从动轮定轮6由第三圆盘和第三锥形圆台一体成型，从动轮动轮7由第四圆盘和第四锥形圆台一体成型，第三锥形圆台与第四锥形圆台相对设置形成第二截面为V型的槽。第四圆盘上设置有第三环形槽71；与第三环形槽71配合使用，从动轮动轮固定盘8上设置第四环形槽81，第三环形槽71和第四环形槽81形成的环形空间内插设第二弹簧13。第一截面为V型的槽和第二截面为V型的槽之间嵌设传动带9。

如图4、图5所示，本发明还提供了具有感载式变速器机构的制动系统，它还包括高速电机14、行星齿轮减速器15、丝杠螺母减速机构16、制动轮缸活塞17、制动块18和制动钳。高速电机14固定设置在制动器壳体上由制动输入装置控制启停，高速电机14的输出端固定连接感载式无极变速器的输入端，感载式无极变速器的输出端固定连接行星齿轮减速器15的输入端，行星齿轮减速器15的输出端通过丝杠螺母减速机构16推动制动轮缸活塞17移动，即丝杠转动的同时带动螺母推动制动轮缸活塞17移动，进而推动制动块18移动，最后通过制动钳夹紧为车轮提供制动力。

下面通过具体实施例详细说明本发明具有感载式变速器机构的制动系统的具体工作过程为：

1)在初始阶段，主动轴1和从动轴5不转动，无负载时，扁簧12具有一定的压缩量，扁簧12的压缩量形成的预紧力推动主动轮动轮3相对主动轮定位盘4转动，从而带动滚珠11产生滚动，直至滚珠11处于弧形凹槽34的最浅端，此时，主动轮定轮2和主动轮动轮3距离较近，第一弹簧10被压缩，传动带9在第一锥形圆台22与第二锥形圆台32形成的V型槽中的转动半径较大；由于传动带9的长度是一定的，所以传动带9在第三锥形圆台与第四锥形圆台形成的第二截面为V型的槽中的转动半径较小，从动轮定轮6和从动轮动轮7的距离较远，第二弹簧13被压缩；

2)主动轴1开始转动，从动轴5负载较小时，传动带9两端拉力差小，传动带9作用在主动轮动轮3上的摩擦力小，在主动轮动轮3上形成的力矩小于扁簧12的预紧力矩，扁簧12未发生变形；此时，主动轴1端的传动带9转动半径相对较大，从动轴5端的传动带9转动半径相对较小，感载式无级变速器的减速比小，相同的主动轴1转速输入下，从动轴5的转速输出高；

3)主动轴1继续转动，从动轴5负载增大到超过临界值，传动带9两端拉力差大，传动带9作用在主动轮动轮3上的摩擦力大，在主动轮动轮3上形成的力矩大于扁簧12的预紧力矩，扁簧12发生变形；此时，主动轮动轮3相对于主动轮定位盘4转动，滚珠11沿着弧形凹槽34和弧形浅槽41形成的空间滚动，从弧形凹槽34中较浅的一端滚入到较深的一端，使得主动轮动轮3和主动轮定位盘4之间的距离减小，主动轮动轮3和主动轮定轮2之间的距离增大，传动带9在第一锥形圆台22与第二锥形圆台32形成的第一截面为V型的槽的转动半径减小；从动轮动轮7在第二弹簧13的作用下和从动轮定轮6之间的距离减小，使得传动带9在第三锥形圆台与第四锥形圆台形成的第二截面为V型的槽中的转动半径增大；此时，主动轴1端的传动带9转动半径相对较小，从动轴5端的传动带9转动半径相对较大，感载式无级变速器的减速比相对较大，相同的主动轴1转速输入下，从动轴5的转速输出较低；

4)主动轴1反向转动时，不管从动轴5的负载的大小，传动带9两端拉力差作用在主动轮动轮3上的力矩都与扁簧12的预紧力同向，因此，稳定状态下滚珠11处于弧形凹槽34中较浅的一端；此时，主动轮动轮3和主动轮定位盘4的距离较大，主动轮动轮3和主动轮定轮2的距离小，传动带9在第一锥形圆台22与第二锥形圆台32形成的第一截面为V型的槽的转动半径大，传动带9在第三锥形圆台与第四锥形圆形成的第二截面为V型的槽的转动半径小，因此，主动轴1反向转动时，感载式无级变速器的减速比小，相同的主动轴1转速输入下，从动轴5的转速输出较高；

5)综上所述，感载式无级变速器可以有两种稳定工作状态，一种减速比较高，一种减速比较低。

上述各实施例仅用于说明本发明，其中各部件的结构、连接方式和制作工艺等都是可以有所变化的，凡是在本发明技术方案的基础上进行的等同变换和改进，均不应排除在本发明的保护范围之外。

Claims (2)

1.一种感载式变速器机构，其特征在于：它包括一主动轴、一主动轮定轮、一主动轮动轮、一主动轮定位盘、一从动轴、一从动轮定轮、一从动轮动轮、一从动轮动轮固定盘和一传动带；

所述主动轴上依次固定穿设所述主动轮定轮和主动轮定位盘，位于所述主动轮定轮和主动轮定位盘之间的所述主动轴上活动穿设所述主动轮动轮；所述主动轮定轮由第一圆盘和第一锥形圆台一体成型，所述第一锥形圆台上设置第一环形槽；所述主动轮动轮由第二圆盘和第二锥形圆台一体成型，所述第二锥形圆台与第一锥形圆台相对设置形成第一截面为V型的槽，所述第二锥形圆台上设置有与所述第一环形槽配合使用的第二环形槽，所述第一环形槽和第二环形槽形成的环形空间内插设第一弹簧；所述第二圆盘上周向设置若干两端深浅不一的弧形凹槽，所述主动轮定位盘的内侧周向设置有若干与所述弧形凹槽均相匹配的弧形浅槽，每对所述弧形凹槽与所述弧形浅槽之间设置一滚珠；所述主动轮定位盘中心设置一凹槽，所述凹槽内放置一扁簧，所述扁簧的一端固定连接设置在所述第二圆盘上的第一固定装置，所述扁簧的另一端固定连接设置在所述主动轮定位盘上的第二固定装置；

所述从动轴上固定穿设所述从动轮定轮和从动轮动轮固定盘，位于所述从动轮定轮和从动轮动轮固定盘之间的所述从动轴上活动穿设所述从动轮动轮；所述从动轮定轮由第三圆盘和第三锥形圆台一体成型，所述从动轮动轮由第四圆盘和第四锥形圆台一体成型，所述第三锥形圆台与第四锥形圆台相对设置形成第二截面为V型的槽；所述第四圆盘上设置有第三环形槽，与所述第三环形槽配合使用，所述从动轮动轮固定盘上设置第四环形槽，所述第三环形槽和第四环形槽形成的环形空间内插设固定另一弹簧；所述第一截面为V型的槽和第二截面为V型的槽之间嵌设所述传动带。

2.一种具有感载式变速器机构的制动系统，其特征在于：它包括一高速电机、一如权利要求1所述的感载式变速器机构、一行星齿轮减速器、一丝杠螺母减速机构、一制动轮缸活塞、一制动块和一制动钳，所述高速电机固定设置在制动器壳体上，所述高速电机的输出端固定连接所述感载式变速器机构的主动轴，所述感载式变速器机构的从动轴固定连接所述行星齿轮减速器的输入端，所述行星齿轮减速器的输出端通过所述丝杠螺母减速机构推动所述制动轮缸活塞移动，所述制动轮缸活塞推动所述制动块移动并通过所述制动钳夹紧为车轮提供制动力。