CN108068786A - 一种电子机械制动装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电子机械制动装置，包括：电机、增力机构、丝杠机构、制动钳体、制动盘；电机产生的扭矩通过增力机构，丝杠机构传递，最终带动制动钳体夹紧制动盘，从而实现制动；增力机构包括动滑轮组和杠杆增力机构，动滑轮组安装在电机与杠杆增力机构之间。本发明能解决现有技术在电子机械制动装置体积大，对电机性能要求过高、成本高等问题，简化结构、减小体积、降低生产及使用成本，从而能做到占用空间灵活且无需对电机性能要求过高而力增益较大，使得电子机械制动装置得到更广泛的应用，提高汽车安全性及舒适性，更好地为用户服务。

Description

一种电子机械制动装置

技术领域

本发明属于汽车制造技术领域，特别涉及一种电子机械制动装置。

背景技术

20世纪以来汽车技术飞速发展，人们对汽车安全性和舒适性的要求越来越高，而传统液压制动系统存在油压管路多、真空助力器体积大、布置装配难度大、ABS电控系统复杂、制造和维修成本高等诸多固有缺陷。电子机械制动系统不仅克服了液压制动的固有缺陷，同时还具有载荷传递平稳、制动效能稳定、信号传输速度快、制动行程短、传动效率高、制动响应时间短等突出优点。随着电机技术和电子控制技术的发展，电子机械制动系统作为汽车新一代制动器，将成为未来汽车制动的主要发展方向。

电子机械制动系统使用电子元件取代部分机械元件，并通过电线来替代全部制动管路，省掉了很多制动系统的阀类元件，缩短了制动响应时间，提高了制动性能，节省了空间占用。电子机械制动系统改传统液压或气压制动执行元件为电驱动元件，便于实现线控制动，具有可控性好、响应速度快等特点，电子机械制动系统极大的提高了汽车的制动安全性能，表现出良好的发展前景。

目前比较流行的电子机械制动装置，大都采用行星齿轮减速机构的电子制动装置，该电子机械制动装置设计结构复杂、体积大、成本高、对电机性能要求高的缺点；并且在车身上需给其预留较大的安装空间，无法有效利用现有空间灵活安装，这样在前期设计中必然增加设计成本。

发明内容

为解决现有技术在电子机械制动装置体积大，对电机性能要求过高、成本高等问题，本发明提出一种电子机械制动装置，以期能解决现有电子机械制动装置的上述问题，简化结构、减小体积、降低生产及使用成本，从而能做到占用空间灵活且无需对电机性能要求过高而力增益较大，使得电子机械制动装置得到更广泛的应用，提高汽车安全性及舒适性，更好地为用户服务。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案为：

本发明一种电子机械制动装置的特点包括：电机、增力机构、丝杠机构、制动钳体、制动盘；

在制动钳体支架上设置有所述电机，所述电机的转轴上通过槽轮和拉线与所述增力机构相连接；所述增力机构通过蜗轮状楔块与所述丝杠机构相啮合；所述制动钳体套装在所述制动盘上，并在所述制动钳体的一侧内部设置有所述丝杠机构；

所述电机产生的转矩通过所述增力机构和所述丝杠机构进行传递，并带动所述制动钳体夹紧所述制动盘，从而实现制动。

本发明所述的电子机械制动装置的特点也在于，所述增力机构包括：减速机构总成和杠杆增力机构；

所述减速机构总成固定在所述制动钳体支架上，并包括：减速机构壳体及设置在所述减速机构壳体内侧上的所述动滑轮组；

在所述制动钳体支架上设置有安装座，在所述安装座上套装有所述杠杆增力机构；

所述动滑轮组设置在所述电机与所述杠杆增力机构之间，并包括：两个定滑轮、两个动滑轮、动滑轮架；

所述两个定滑轮直接铰接在所述减速机构壳体上，所述两个动滑轮设置在所述动滑轮架上；所述拉线由上定滑轮绕至下动滑轮后，再经过下定滑轮绕至上动滑轮后，最终固定在所述减速机构壳体上；

在所述减速机构壳体上设置有槽孔，所述动滑轮架上的轴穿过所述槽孔与滑块相连；在所述滑块套装在所述杠杆增力机构的一端组成滑动副；所述杠杆增力机构的另一端通过蜗轮状楔块与所述丝杠机构相啮合；

所述增力机构是通过所述拉线将所述电机产生的转矩通过所述动滑轮组传递给所述滑块，再由所述滑块与杠杆增力机构所组成滑动副带动所述杆增力机构绕着所述安装座转动。

所述丝杠机构包括：丝杠和套装在所述丝杠上的丝杠螺母、圆形接触件与摩擦片；

所述丝杠与所述杠杆增力机构的一端啮合；所述丝杠螺母通过铆钉与所述圆形接触件连接；在所述圆形接触件的外侧设置有所述摩擦片；

绕着所述安装座转动的杠杆增力机构带动所述丝杠转动，进而推动所述丝杠螺母向前作直线运动，并与所述圆形接触件和摩擦片相接触，从而推动所述摩擦片向前运动，并夹紧所述制动盘。

与已有技术相比，本发明的有益效果体现在：

本发明通过动滑轮组的应用，利用动滑轮组中动滑轮布置灵活，整体结构紧凑的优点，解决了已有电子机械制动装置设计结构复杂、成本高、体积大，需在车身上需给其预留较大的安装空间，无法有效利用现有空间灵活安装等问题。通过多级减速，在电机输出较小的功率时实现了以较大的制动夹紧力进行制动，降低了电机的输出功率，提升了制动效果。采用电机驱动替代液压系统可提高制动装置的响应速度，减少制动的作用时间，进而有效地缩短制动距离；同时减少占用空间且线路布置灵活度大。另外，采用杠杆增力机构与滑块的组合，可以通过改变滑块在杠杆一侧的位置，改变动力臂的长短，进而改变制动力的大小或所需电机扭矩的大小，提高了制动系统可调节的范围。

附图说明

图1是本发明电机、增力机构与丝杠机构的配合结构示意图；

图2是本发明丝杠机构的结构示意图；

图3是本发明电机、增力机构与丝杠机构的立体结构示意图；

图4是本发明减速机构壳体、滑块及杠杆增力机构的结构示意图；

图5是本发明制动钳体、制动盘及制动钳体支架的结构示意图；

图中标号：1电机；2槽轮；3定滑轮；4拉线；5动滑轮；6滑块；7杠杆增力机构；8丝杠机构；9蜗轮状楔块；10安装座；11动滑轮架；12丝杠；13丝杠螺母；14圆形接触件；15摩擦片；16铆钉；17动滑轮组；18增力机构；19减速机构壳体；20减速机构总成；21滑轮套件；22槽孔；23制动盘；24制动钳体；25制动钳体支架。

具体实施方式

下面对照附图，通过对实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。

如图1至图5所示，本实施例中，一种电子机械制动装置包括：电机1、增力机构18、丝杠机构8、制动钳体24、制动盘23；

大致布置方式如图1所示，在制动钳体支架25上设置有电机1，电机1的转轴上通过槽轮2和拉线4与增力机构18相连接；增力机构18通过蜗轮状楔块9与丝杠机构8相啮合；制动钳体24套装在制动盘23上，并在制动钳体24的一侧内部设置有丝杠机构8；

制动功能实现过程为：电机1产生的转矩通过增力机构18和丝杠机构8进行传递，并带动制动钳体24夹紧制动盘23，从而实现制动。

图1所示的增力机构18包括：减速机构总成20和杠杆增力机构7；其中减速机构总成20固定在制动钳体支架25上，其如图1和图3所示包括：减速机构壳体19及设置在减速机构壳体19内侧上的动滑轮组17；

如图1所示，在制动钳体支架25上设置有安装座10，并在安装座10上套装有杠杆增力机构7；

如图1所示，动滑轮组17设置在电机1与杠杆增力机构7之间，并包括：两个定滑轮3、两个动滑轮5、动滑轮架11；

如图3所示，两个定滑轮3直接铰接在减速机构壳体19上，两个动滑轮5设置在动滑轮架11上；如图1所示，拉线4由上定滑轮绕至下动滑轮后，再经过下定滑轮绕至上动滑轮后，最终固定在减速机构壳体19上；

如图4所示，在减速机构壳体19上设置有槽孔22，动滑轮架11上的轴穿过槽孔22与滑块6相连；在滑块6套装在杠杆增力机构7的一端组成滑动副；杠杆增力机构7的另一端通过蜗轮状楔块9与丝杠机构8相啮合；

如图1所示，增力机构18是通过拉线4将电机1产生的转矩通过动滑轮组17传递给滑块6，再由滑块6与杠杆增力机构7所组成滑动副带动杆增力机构7绕着安装座10转动。

如图2所示，丝杠机构8包括：丝杠12和套装在丝杠12上的丝杠螺母13、圆形接触件14与摩擦片15；

如图1所示，丝杠机构8中丝杠12与杠杆增力机构7的一端啮合；如图2所示，丝杠螺母13通过铆钉16与圆形接触件14连接；在圆形接触件14的外侧设置有摩擦片15；

绕着安装座10转动的杠杆增力机构7带动丝杠12转动，进而推动丝杠螺母13向前作直线运动，并与圆形接触件14和摩擦片15相接触，从而推动摩擦片15向前运动，并夹紧制动盘23。

如图1、图3所示，电机1采用直流电机，槽轮2直径根据电机1转速、扭矩，杠杆增力机构7的动力臂与阻力臂之比以及丝杠12的导程角大小来决定(动滑轮组17的增力比例已经确定)。

如图1、图3所示，动滑轮组17中两个定滑轮3嵌套在减速机构壳体19伸出的轴上，两个动滑轮5嵌套在动滑轮架11的轴上，动滑轮架11上的轴为方形(为使动滑轮架11按既定的直线轨迹滑动)，顶端部分为圆形(与滑块6连接)，动滑轮架11上方形轴通过槽孔22再与滑块6配合，可在动滑轮组17中的拉线4由减速机构壳体19上的张紧装置张紧，减少拉线4的抖动使得动滑轮组17运行稳定，减少摩擦损耗。本实施例中，动滑轮组17的材质为金属。

如图1、图4所示，杠杆增力机构7的增力比例(即杠杆增力机构7的动力臂与阻力臂的比值)由丝杠12的螺旋角大小、杠杆增力机构7之前机构(装置中由电机输出传递到杠杆增力机构7的动力臂前的部分)的增力比例及整套制动装置的增力比例决定。本实施例中，杠杆增力机构7的材质为金属，具体形状设计考虑输入与输出力的大小及丝杠12对蜗轮状楔块9沿丝杠12轴线的作用力大小。杠杆增力机构7与蜗轮状楔块9采用一体铸造或采用其他满足强度要求的配合方式。杠杆增力机构7与制动钳体支架25上的安装座10配合，安装座10的直径与高度根据杠杆增力机构7的形状及所需的强度要求来确定。

如图1、图2所示，蜗轮状楔块9与丝杠12可采用单齿啮合或多齿啮合，本实施例中，丝杠12的导程角的选择应满足不自锁且尽可能的省力。丝杠12仅可转动，不能沿丝杠12的轴向移动。丝杠12远离丝杠螺母13的一端装有止推轴承(图中未示出)与制动钳体支架25配合，另一端与丝杠螺母13配合，丝杠螺母13的螺纹的导程角应与丝杠12的导程角大小相同。丝杠12与丝杠螺母13、蜗轮状楔块9与丝杠12均为传动结构，且都使用金属材质，应通过接触面覆盖自润滑材料或涂抹润滑脂来减少摩擦阻力，提高传动的效率，增长使用寿命。丝杠12与丝杠螺母13的具体尺寸及材料的选取应满足紧急制动时的最大制动力乘上相应的安全系数所要求的强度条件。

如图2、图5所示，本实施例中，丝杠螺母13的外侧设有花键，与制动钳体24上的花键槽配合，使丝杠螺母13沿着丝杠12的轴线方面滑动，避免随着丝杠12的转动而转动。

如图2、图5所示，圆形接触件14采用金属材质，与丝杠螺母13铆接在一起，圆形接触件14直径大于丝杠螺母13的最大直径，可在回位时停靠在制动钳体24上，避免回位过度，影响制动时间。

Claims (3)

1.一种电子机械制动装置，其特征包括：电机(1)、增力机构(18)、丝杠机构(8)、制动钳体(24)、制动盘(23)；

在制动钳体支架(25)上设置有所述电机(1)，所述电机(1)的转轴上通过槽轮(2)和拉线(4)与所述增力机构(18)相连接；所述增力机构(18)通过蜗轮状楔块(9)与所述丝杠机构(8)相啮合；所述制动钳体(24)套装在所述制动盘(23)上，并在所述制动钳体(24)的一侧内部设置有所述丝杠机构(8)；

所述电机(1)产生的转矩通过所述增力机构(18)和所述丝杠机构(8)进行传递，并带动所述制动钳体(24)夹紧所述制动盘(23)，从而实现制动。

2.根据权利要求1所述的电子机械制动装置，其特征是，所述增力机构包括：减速机构总成(20)和杠杆增力机构(7)；

所述减速机构总成(20)固定在所述制动钳体支架(25)上，并包括：减速机构壳体(19)及设置在所述减速机构壳体(19)内侧上的所述动滑轮组(17)；

在所述制动钳体支架(25)上设置有安装座(10)，在所述安装座(10)上套装有所述杠杆增力机构(7)；

所述动滑轮组(17)设置在所述电机(1)与所述杠杆增力机构(7)之间，并包括：两个定滑轮(3)、两个动滑轮(5)、动滑轮架(11)；

所述两个定滑轮(3)直接铰接在所述减速机构壳体(19)上，所述两个动滑轮(5)设置在所述动滑轮架(11)上；所述拉线(4)由上定滑轮绕至下动滑轮后，再经过下定滑轮绕至上动滑轮后，最终固定在所述减速机构壳体(19)上；

在所述减速机构壳体(19)上设置有槽孔(22)，所述动滑轮架(11)上的轴穿过所述槽孔(22)与滑块(6)相连；在所述滑块(6)套装在所述杠杆增力机构(7)的一端组成滑动副；所述杠杆增力机构(7)的另一端通过蜗轮状楔块(9)与所述丝杠机构(8)相啮合；

所述增力机构是通过所述拉线(4)将所述电机(1)产生的转矩通过所述动滑轮组(17)传递给所述滑块(6)，再由所述滑块(6)与杠杆增力机构(7)所组成滑动副带动所述杆增力机构(7)绕着所述安装座(10)转动。

3.根据权利要求1所述的电子机械制动装置，其特征是，所述丝杠机构(8)包括：丝杠(12)和套装在所述丝杠(12)上的丝杠螺母(13)、圆形接触件(14)与摩擦片(15)；

所述丝杠(12)与所述杠杆增力机构(7)的一端啮合；所述丝杠螺母(13)通过铆钉(16)与所述圆形接触件(14)连接；在所述圆形接触件(14)的外侧设置有所述摩擦片(15)；

绕着所述安装座(10)转动的杠杆增力机构(7)带动所述丝杠(12)转动，进而推动所述丝杠螺母(13)向前作直线运动，并与所述圆形接触件(14)和摩擦片(15)相接触，从而推动所述摩擦片(15)向前运动，并夹紧所述制动盘(23)。