CN110701219A - 一种机电式制动装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种机电式制动装置，电磁制动器的动力输出杆铰接于操纵杆的动力输入端，操纵杆的动力输出端铰接制动楔块，当电磁制动器的动力输出杆带动操纵杆的动力输入端运动时，操纵杆的动力输出端带动制动楔块移动，第一刹车片和制动钳分别位于制动锲块的两侧，刹车制动时，制动锲块的两侧面分别挤压第一刹车片和制动钳，第一刹车片和第二刹车片相向运动接触刹车盘，对刹车盘产生摩擦力实现制动；本发明的机电式制动装置通过电磁制动器的电磁力施加主动作用力，通过杠杆原理由制动锲块实现刹车，动力的传递由机械结构执行，不需要设置复杂的液压动力装置，结构更加简单，电磁控制配合机械传动，刹车时动态性能更好，制动力控制精度更高。

Description

一种机电式制动装置
技术领域
本发明涉及刹车装置技术领域，更进一步涉及一种机电式制动装置。
背景技术
车轮制动器是汽车的关键部件，车轮制动器的性能直接影响车辆的行驶安全，传统的车轮制动器属于液电制动器(EHB)，主要包括泵、液压缸、阀、制动液和制动支架，液电制动器的制动力来自制动液的压力，制动力的控制依靠阀门和泵，制动力的传递和输出依靠制动液和液压缸。
传统的液电制动器结构复杂，制动力的传递依靠制动液传递，因此制动力的动态性能较差，制动力的控制精度也较低。
对于本领域的技术人员来说，如何设计一种结构简单，动态性能更好、控制精度更高的制动器，是目前需要解决的技术问题。
发明内容
本发明提供一种机电式制动装置，通过电磁作用产生制动力，并经由机械结构传动，结构简单，动态性能更好、控制精度更高，具体方案如下：
一种机电式制动装置，包括机架，所述机架上转动连接操纵杆，所述机架上设置电磁制动器，所述电磁制动器的动力输出杆铰接于所述操纵杆的动力输入端，驱动所述操纵杆相对于所述机架转动；
所述机架上滑动连接制动钳，所述制动钳上安装第二刹车片；
所述操纵杆的动力输出端铰接制动楔块，所述制动楔块由所述操纵杆带动，所述制动楔块的两侧面分别挤压第一刹车片和所述制动钳，使所述第一刹车片和所述第二刹车片相向运动接触刹车盘或反向运动远离刹车盘。
可选地，所述电磁制动器的定子外壳固定在所述机架上；
所述操纵杆的动力输出端和所述制动楔块之间通过铰接块铰接，所述操纵杆的动力输入端和所述动力输出杆之间通过铰接块铰接；所述铰接块上并排设置两排用于插装转轴的转接套筒。
可选地，还包括固定在所述机架上的制动支架，所述制动钳由所述制动支架导向平移，以挤压或放松所述第一刹车片和所述第二刹车片。
可选地，所述制动钳与所述制动楔块接触的内表面为斜面。
可选地，所述动支架上开设至少两个导向通孔，导向通孔内滑动安装导杆，所述导杆的长度大于所述导向通孔的长度；所述制动钳固定在所述导杆的端部。
可选地，所述操纵杆的中部转动连接于所述机架，所述操纵杆动力输入端和动力输出端位于操纵杆中部的转轴两侧。
可选地，所述操纵杆为弯折板，所述操纵杆与所述机架的转动连接处位于折角处。
可选地，所述操纵杆的折角处凸出于表面设置转接座，所述转接座位于所述操纵杆的折角外凸一侧。
可选地，所述操纵杆的动力臂与阻力臂的比值不小于3。
本发明公开了一种机电式制动装置，机架上转动连接操纵杆，操纵杆的转接处为支点，机架上设置电磁制动器，电磁制动器的动力输出杆铰接于操纵杆的动力输入端，可带动动力输入端移动，驱动操纵杆相对于机架转动；机架上滑动连接制动钳，制动钳上安装第二刹车片；操纵杆的动力输出端铰接制动楔块，制动楔块由操纵杆带动，当电磁制动器的动力输出杆带动操纵杆的动力输入端运动时，操纵杆的动力输出端带动制动楔块移动，第一刹车片和制动钳分别位于制动锲块的两侧，刹车制动时，制动锲块的两侧面分别挤压第一刹车片和制动钳，第一刹车片和第二刹车片相向运动接触刹车盘，对刹车盘产生摩擦力实现制动；松开刹车后制动楔块反向移动，使第一刹车片、第二刹车片和刹车盘相互分离。本发明的机电式制动装置通过电磁制动器的电磁力施加主动作用力，通过杠杆原理由制动锲块实现刹车，动力的传递由机械结构执行，不需要设置复杂的液压动力装置，因此结构更加简单，电磁控制配合机械传动，使刹车时动态性能更好，制动力控制精度更高。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1A为本发明提供的机电式制动装置的整体结构示意图；
图1B为本发明提供的机电式制动装置的局部结构示意图；
图2为本发明提供的机电式制动装置各部件的爆炸图；
图3A为本发明提供的机电式制动装置的俯视图；
图3B为图3A中A-A方向的剖面图；
图3C为本发明提供的机电式制动装置与轮毂、刹车盘、第一刹车片、第二刹车片相互配合的结构图。
图中包括：
机架1、操纵杆2、转接座21、电磁制动器3、动力输出杆31、定子外壳32、制动楔块4、制动钳5、铰接块6、制动支架7、导杆71。
具体实施方式
本发明的核心在于提供一种机电式制动装置，通过电磁作用产生制动力，并经由机械结构传动，结构简单，动态性能更好、控制精度更高。
为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面将结合附图及具体的实施方式，对本发明的机电式制动装置进行详细的介绍说明。
如图1A所示，为本发明提供的机电式制动装置的整体结构示意图；其中包括机架1，机架1为支撑结构，其上用于安装其他部件，机架1固定在车体上。机架1上转动连接操纵杆2，操纵杆2可相对于机架1转动；机架1上设置电磁制动器3，电磁制动器3设有动力输出杆31和定子外壳32，动力输出杆31可相对于定子外壳32伸缩移动，动力输出杆31通过电磁力驱动，动力输出杆31可伸出定子外壳32或回缩到定子外壳32之内。
动力输出杆31铰接于操纵杆2的动力输入端，驱动操纵杆2相对于机架1转动，操纵杆2与机架1之间通过转轴相互连接，操纵杆2可围绕转轴旋转摆动，与机架1相连的转轴作为为操纵杆2的回转中心。动力输出杆31和操纵杆2的铰接点与操纵杆2的转轴之间作用线的距离为动力臂。
在机架1上滑动连接制动钳5，制动钳5相对于机架1平移运动，制动钳5能够靠近或远离机架1；制动钳5上安装第二刹车片，制动钳5带动第二刹车片同步运动，第二刹车片随制动钳5靠近或远离机架1。
如图1B所示，为本发明提供的机电式制动装置的局部结构示意图；操纵杆2的动力输出端铰接制动楔块4，制动楔块4为楔形，铰接一端厚度大，另一端厚度小，制动楔块4和操纵杆2的铰接点与操纵杆2的转轴之间作用线的距离为阻力臂；制动楔块4为板状结构，与操纵杆2连接的一端板面较厚，远离操纵杆2的一端板面较薄；动力输出杆31相对于定子外壳32伸缩平移，可带动操纵杆2相对于机架1摆动，制动楔块4由操纵杆2带动，制动楔块4相对于机架1往复摆动。
如图2所示，为本发明提供的机电式制动装置各部件的爆炸图；制动钳5呈U形槽状，在其内壁的一侧安装第二刹车片，另一侧可与制动楔块4接触；当制动锲块4向靠近制动钳5的方向移动时，制动楔块4的两侧面分别挤压第一刹车片和制动钳5，制动楔块4的左侧面接触第一刹车片，将第一刹车片向左推动；制动楔块4的右侧面接触制动钳5，将制动钳5向右推动，第二刹车片向右移动，第二刹车片和第一刹车片的间距减小，第一刹车片和第二刹车片相向运动接触刹车盘，制动锲块4越靠近制动钳5，则制动力越大。
图3A为本发明提供的机电式制动装置的俯视图；图3B为图3A中A-A方向的剖面图；当制动锲块4向远离制动钳5的方向移动时，制动锲块4对制动钳5和第一刹车片的压力减小，第一刹车片和第二刹车片反向运动远离刹车盘，对刹车盘的压力减小，制动力降低。
如图1A和图1B所示，操纵杆2大致呈横向延伸，动力输出杆31和制动锲块4大致呈竖向运动，制动钳5和第一刹车片大致呈横向移动。
本发明的机电式制动装置通过电磁制动器3的电磁力施加主动作用力，通过操纵杆2的杠杆原理由制动锲块4实现刹车，操纵杆2的动力臂大于阻力臂，制动锲块4所施加的制动力大于电磁制动器3产生的动力；动力的传递由机械结构执行，不需要设置复杂的液压动力装置，因此结构更加简单；电磁控制配合机械传动，制动楔块4的运动与电磁制动器3的输出运动时刻保持同步，刹车时动态性能更好，制动力控制精度更高。
由于采用电磁力制动，驾驶员踩踏制动踏板时输出不同强度的电压信号，提供近似的线性电能信号，电磁力的大小取决于电压信号，实现ABS制动时没有踏板振动，制动过程更安静；由于没有复杂的液压结构，更容易应用于其他辅助系统，具有更好的通用性。
在上述方案的基础上，本发明的电磁制动器3包括动力输出杆31和定子外壳32，动力输出杆31相对于定子外壳32伸缩移动，优选地将电磁制动器3的定子外壳32固定在机架1上，定子外壳32相对于机架1保持固定不动。电磁制动器3可采用感应直线电机、开关磁阻直线电机、永磁直线电机等装置。
由于动力输出杆31做平移线性运动，而操纵杆2做圆周运动，且定子外壳32为固定式结构，若动力输出杆31和操纵杆2仅通过一个转轴连接，会对动力输出杆31造成限制，因此操纵杆2的动力输出端和制动楔块4之间通过铰接块6铰接，操纵杆2的动力输入端和动力输出杆31之间通过铰接块6铰接。
当然，若操纵杆2的动力输入端和动力输出杆31之间仅设置一个转轴连接也是可以的，但定子外壳32与机架1之间对应采用转动连接的形式。
如图2所示，铰接块6上并排设置两排用于插装转轴的转接套筒，每排套筒中插装一根转轴；对于操纵杆2的动力输出端来说，操纵杆2的动力输出端通过一根转轴与铰接块6转动连接，制动楔块4通过另一根转轴与铰接块6转动连接；相应地，对于操纵杆2的动力输入端来说，操纵杆2的动力输入端通过一根转轴与铰接块6，动力输出杆31通过另一根转轴与铰接块6转动连接。
操纵杆2的动力输入端和动力输出端分别由铰接块6上的两根平行转轴实现错位，避免线性运动和圆周运动造成干扰。
本发明的机电式制动装置还包括固定在机架1上的制动支架7，制动支架7与机架1通过螺栓等连接件连接固定；在制动支架7上设置导向结构，制动钳5由制动支架7导向平移，制动钳5相对于制动支架7平移时可挤压或放松第一刹车片和第二刹车片，挤压第一刹车片和第二刹车片实现制动刹车，放松第一刹车片和第二刹车片时松开刹车。
如图3C所示，为本发明提供的机电式制动装置与轮毂、刹车盘、第一刹车片、第二刹车片相互配合的结构图，其中A表示刹车盘，B表示第一刹车片和第二刹车片，C表示轮毂，轮毂C与刹车盘A同步转动，当第一刹车片和第二刹车片相互靠近时挤压刹车盘A，通过摩擦力制动。
如图3C所示，制动钳5与制动楔块4接触的内表面为斜面，由于制动钳5呈U形槽状，靠近U形槽开口处的宽度逐渐增加，当制动楔块4向U形槽的槽底伸入时，制动楔块4对第一刹车片和第二刹车片施加挤压力，使第一刹车片和第二刹车片与刹车盘A摩擦制动；通过制动钳5内表面为斜面的设计，当制动楔块4向U形槽的槽底伸入过程中产生的挤压力更大，在相同的行程下产生更大的制动力。
优选地，制动支架7上开设至少两个导向通孔，导向通孔具有一定的长度，在导向通孔内滑动安装导杆71，导杆71的长度大于导向通孔的长度，导杆71可在导向通孔内平移滑动；制动钳5固定在导杆71的端部，制动钳5与导杆71固定为一体，两者同步运动，由导杆71对制动钳5的运动导向限位；如图2所示，导向通孔的长度方向大致呈横向开设，导杆71沿横向平移靠近或远离机架1。
在上述任一技术方案及其相互组合的基础上，操纵杆2的中部转动连接于机架1，操纵杆2动力输入端和动力输出端位于操纵杆2中部的转轴两侧，操纵杆2的两端分别输入动力和输出动力，在操纵杆2的两端分别连接制动楔块4和动力输出杆31，具有更大的运动空间。
当然，若操纵杆2的其中一端设置转轴和机架1转动连接也是可以的，则动力输出杆31铰接于另一端，制动楔块4铰接在操纵杆2的中间位置，同样也可起到放大动力输出杆31的制动力的作用，这些具体的设置形式均应包含在本发明的保护范围之内。
优选地，本发明中操纵杆2为弯折板，操纵杆2与机架1的转动连接处位于折角处，操纵杆2弯折为钝角，如图2所示，动力输入的右端长度远大于动力输出的左端长度；操纵杆2采用弯折的结构更加方便结构布局，有利于运动。
操纵杆2的折角处凸出于表面设置转接座21，转接座21位于操纵杆2的折角外凸一侧，图2中操纵杆2的折角向上凸出，转接座21位于操纵杆2的上表面，单独凸出设置转接座21可方便操纵杆2安装。
为了保证电磁制动器3输出的动力有效放大，操纵杆2的动力臂与阻力臂的比值不小于3。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理，可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (9)

1.一种机电式制动装置，其特征在于，包括机架(1)，所述机架(1)上转动连接操纵杆(2)，所述机架(1)上设置电磁制动器(3)，所述电磁制动器(3)的动力输出杆(31)铰接于所述操纵杆(2)的动力输入端，驱动所述操纵杆(2)相对于所述机架(1)转动；
所述机架(1)上滑动连接制动钳(5)，所述制动钳(5)上安装第二刹车片；
所述操纵杆(2)的动力输出端铰接制动楔块(4)，所述制动楔块(4)由所述操纵杆(2)带动，所述制动楔块(4)的两侧面分别挤压第一刹车片和所述制动钳(5)，使所述第一刹车片和所述第二刹车片相向运动接触刹车盘或反向运动远离刹车盘。
2.根据权利要求1所述的机电式制动装置，其特征在于，所述电磁制动器(3)的定子外壳(32)固定在所述机架(1)上；
所述操纵杆(2)的动力输出端和所述制动楔块(4)之间通过铰接块(6)铰接，所述操纵杆(2)的动力输入端和所述动力输出杆(31)之间通过铰接块(6)铰接；所述铰接块(6)上并排设置两排用于插装转轴的转接套筒。
3.根据权利要求1所述的机电式制动装置，其特征在于，还包括固定在所述机架(1)上的制动支架(7)，所述制动钳(5)由所述制动支架(7)导向平移，以挤压或放松所述第一刹车片和所述第二刹车片。
4.根据权利要求3所述的机电式制动装置，其特征在于，所述制动钳(5)与所述制动楔块(4)接触的内表面为斜面。
5.根据权利要求3所述的机电式制动装置，其特征在于，所述动支架(7)上开设至少两个导向通孔，导向通孔内滑动安装导杆(71)，所述导杆(71)的长度大于所述导向通孔的长度；所述制动钳(5)固定在所述导杆(71)的端部。
6.根据权利要求1至5任一项所述的机电式制动装置，其特征在于，所述操纵杆(2)的中部转动连接于所述机架(1)，所述操纵杆(2)动力输入端和动力输出端位于操纵杆(2)中部的转轴两侧。
7.根据权利要求6所述的机电式制动装置，其特征在于，所述操纵杆(2)为弯折板，所述操纵杆(2)与所述机架(1)的转动连接处位于折角处。
8.根据权利要求7所述的机电式制动装置，其特征在于，所述操纵杆(2)的折角处凸出于表面设置转接座(21)，所述转接座(21)位于所述操纵杆(2)的折角外凸一侧。
9.根据权利要求6所述的机电式制动装置，其特征在于，所述操纵杆(2)的动力臂与阻力臂的比值不小于3。
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