CN111319597A - 驱动模块、电机械制动装置、制动夹钳单元及轨道车辆 - Google Patents

Abstract

本发明涉及制动技术领域，具体涉及一种驱动模块、电机械制动装置、制动夹钳单元及轨道车辆。其中，驱动模块包括壳体、设置于壳体内的电机组件及设置于壳体前端的安装部。通过将用于与滚珠丝杠副的螺母滑动配合的安装部向内延伸设置，就可以在整个壳体长度(轴向尺寸)不变的情况下，增大安装部的长度，以增大安装部与滚珠丝杠副的接触长度，从而提高驱动模块与传动件的连接稳定性，进而提高驱动模块对传动模块的驱动稳定性。当本驱动模块应用于电机械制动装置、制动夹钳单元及轨道车辆时，可以有效提高电机械制动装置、制动夹钳单元及轨道车辆的工作稳定性。

Description

驱动模块、电机械制动装置、制动夹钳单元及轨道车辆

技术领域

本发明涉及制动技术领域，具体而言，涉及一种驱动模块、电机械制动装置、制动夹钳单元及轨道车辆。

背景技术

相关技术中，电机械制动装置常应用于车辆领域，尤其是轨道交通领域。电机械制动装置一般包括驱动模块和传动模块，驱动模块与传动模块的传动件(比如螺母丝杠副等)连接，以将动力传递给传动模块。

但是，现有的驱动模块普遍与传动件的接触长度较小，导致两者的连接稳定性较差。

发明内容

本发明的目的包括提供了一种驱动模块、电机械制动装置、制动夹钳单元及轨道车辆，其能够有效增大驱动模块与传动件的接触长度，从而提高驱动模块与传动件的连接稳定性，进而提高机械制动装置、制动夹钳单元及轨道车辆的工作稳定性。

本发明的实施例可以这样实现：

第一方面，本发明实施例提供了一种驱动模块，用于与螺母丝杠副配合，螺母丝杠副包括相互配合的丝杠和螺母，其特包括壳体和设置于壳体内的电机组件，电机组件包括电机转子和套设在电机转子第一端的电机定子，电机定子相对于壳体固定；壳体的前端设置有用于与螺母滑动配合的安装部，安装部至少部分伸入壳体的内部，用于在螺母与安装部滑动配合时，使得丝杠的一端伸入壳体的内部且与电机转子连接，从而使得丝杠能在电机组件的驱动下旋转，进而驱动螺母相对于壳体沿丝杠的轴向运动。

在一些可选的实施例中，螺母丝杠副为螺母滚珠丝杠副，丝杠为滚珠丝杠。

在一些可选的实施例中，安装部内设置有导向套，导向套用于与螺母滑动配合。

在一些可选的实施例中，安装部包括圆筒部和限位部，圆筒部一端与壳体的前端连接，另一端与限位部连接，圆筒部的内壁设置有限位件，导向套位于圆筒部内且一端抵持限位件，另一端抵持限位部，丝杠能依次穿过圆筒部和限位部后与电机转子连接。

在一些可选的实施例中，安装部还包括外凸法兰，圆筒部远离限位部的一端通过外凸法兰与壳体的前端连接。

在一些可选的实施例中，电机转子包括第一转筒和连接部，第一转筒可转动地连接于电机定子的内侧，第一转筒一端开口，另一端与连接部连接，第一转筒完全位于连接部靠近壳体前端的一侧，连接部用于与丝杠连接，安装部至少一部分位于第一转筒内。

在一些可选的实施例中，电机转还包括第二转筒，第二转筒连接于连接部且向远离第一转筒的方向延伸，壳体内设置有第一轴承，第一轴承的内圈与第二转筒的外壁配合，外圈与壳体的内壁配合。

在一些可选的实施例中，壳体内设置有第二轴承，第二轴承的内圈与连接部的外壁配合，外圈与壳体的内壁配合。

在一些可选的实施例中，第二轴承邻近于第一轴承设置且位于第一轴承靠近第一转筒的一侧。

在一些可选的实施例中，第一轴承为深沟球轴承，第二轴承为平面推力轴承。

在一些可选的实施例中，壳体内设置有旋转变压器，旋转变压器的内圈套设于第二转筒的外壁且位于第一轴承远离第一转筒的一侧，旋转变压器的外圈与壳体内壁固定连接。

在一些可选的实施例中，壳体内设置有两个第四轴承，两个第四轴承的内圈均与第二转筒的外壁配合，外圈均与壳体的内壁配合。

在一些可选的实施例中，连接部的外壁套设有轴承端盖，两个第四轴承中的其中一个的外圈与壳体的内壁抵持，另一个的外圈与轴承端盖抵持。

在一些可选的实施例中，轴承端盖与壳体的内壁可拆卸连接。

在一些可选的实施例中，轴承端盖与壳体的内壁过盈配合或者螺纹配合。

在一些可选的实施例中，轴承端盖设置有用于打扭矩的划槽。

在一些可选的实施例中，两个第四轴承均为角接触轴承。

在一些可选的实施例中，第二转筒远离连接部的一端设置有用于感知电机定子和电机转子相对位置的传感器。

在一些可选的实施例中，第二转筒远离连接部的一端固定设置有转子端盖，传感器的转子部固定于转子端盖，传感器的定子部固定于壳体的后端。

在一些可选的实施例中，转子端盖与第二转筒的内壁过盈配合或者螺纹连接。

在一些可选的实施例中，电机转子还包括第三转筒，第三转筒连接于连接部且伸入第一转筒内，第三转筒用于与丝杠连接。

在一些可选的实施例中，第三转筒的外壁与安装部内壁之间安装有第三轴承，第三转筒远离连接部的一端设置有挡环，挡环远离第三转筒的一端用于与丝杠的阶梯面抵持，第三轴承的内圈一端与挡环抵持，另一端与第三转筒外壁上的凸部抵持。

在一些可选的实施例中，驱动模块包括用于将电机转子和丝杠连接的锁紧组件，锁紧组件包括定位键、螺钉及挡圈，定位键插接配合于丝杠的第一键槽和电机转子的第二键槽共同围成的定位槽内，挡圈抵接于电机转子，螺钉的头部抵持挡圈，螺钉的螺柱穿过挡圈后伸入丝杠，用于与丝杠锁紧。

在一些可选的实施例中，驱动模块包括用于将电机转子与丝杠连接的锁紧组件，锁紧组件包括定位销、螺钉及挡圈，定位销用于同时穿设于丝杠和电机转子，挡圈抵接于电机转子，螺钉的头部抵持挡圈，螺钉的螺柱穿过挡圈后伸入丝杠，用于与丝杠锁紧。

在一些可选的实施例中，壳体包括依次连接的前端盖、外壳及后端盖，外壳的一端与前端盖连接，另一端与后端盖连接，外壳的内壁凸设有定位块，电机定子位于定位块和前端盖之间，安装部设置于前端盖。

在一些可选的实施例中，定位块包括沿壳体的轴向间隔设置的第一端面和第二端面，第一端面和第二端面均垂直于壳体的轴向，电机定子位于第一端面和前端盖之间。

在一些可选的实施例中，壳体包括相互连接的前盖和后盖，电机定子位于前盖内，后盖一端与前盖连接，另一端设置有安装孔和用于开闭安装孔的端盖，安装部设置于前盖。

在一些可选的实施例中，后盖内设置有两个第四轴承，两个第四轴承的内圈均与电机转子配合，外圈均与后盖的内壁配合。

在一些可选的实施例中，后盖的内周壁上设置有第一台阶和第二台阶，两个第四轴承的外圈的外周均与第一台阶配合，两个第四轴承中远离前盖的一个的外圈的端部与第二台阶抵持。

第二方面，本发明实施例提供了一种电机械制动装置，其包括传动模块和前述的驱动模块，传动模块包括轭端总成和螺母丝杠副，螺母丝杠副的一端与驱动模块连接，另一端与轭端总成连接，驱动模块能驱动轭端总成相对于驱动模块沿螺母丝杠副的丝杠的轴向运动，轭端总成能允许或者限制自身相对于驱动模块沿丝杠的轴向运动。

第三方面，本发明实施例提供了一种制动夹钳单元，包括制动夹钳，还包括前述的电机械制动装置，电机械制动装置与制动夹钳传动连接，用于驱动制动夹钳制动或者解除制动。

在一些可选的实施例中，制动夹钳单元为三点式吊挂制动夹钳单元或四点式吊挂制动夹钳单元。

第四方面，本发明实施例提供了一种轨道车辆，其包括前述的制动夹钳单元。

本发明实施例的有益效果包括：

本驱动模块包括壳体、设置于壳体内的电机组件及设置于壳体前端的安装部，通过将用于与滚珠丝杠副的螺母滑动配合的安装部向内延伸设置，就可以在整个壳体长度(轴向尺寸)不变的情况下，增大安装部的长度，以增大安装部与滚珠丝杠副的接触长度，从而提高驱动模块与传动件的连接稳定性，继而提高驱动模块对传动模块的驱动稳定性。当本驱动模块应用于电机械制动装置、制动夹钳单元及轨道车辆时，可以有效提高电机械制动装置、制动夹钳单元及轨道车辆的工作稳定性。

同时，由于安装部的长度增大，使得传动模块伸入壳体的长度也可以增大，这样也助于减小电机械制动装置的长度，有助于减小制动夹钳单元和轨道车辆的体积。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1为本发明第一实施例提供的制动夹钳单元的结构示意图；

图2为本发明第一实施例提供的三点式吊挂制动夹钳单元的结构示意图；

图3为本发明第一实施例提供的四点式吊挂制动夹钳单元的结构示意图；

图4为本发明第一实施例提供的电机械制动装置的结构示意图；

图5为本发明第一实施例提供的驱动模块的结构示意图；

图6为本发明第一实施例提供的壳体的结构示意图；

图7为本发明第一实施例提供的电机转子的结构示意图；

图8为本发明第一实施例提供的传动模块的结构示意图；

图9为本发明第一实施例提供的制动轭与磁轭的连接示意图；

图10为本发明第一实施例提供的制动盘和摩擦部接触时的结构示意图；

图11为本发明第一实施例提供的一种制动套的结构示意图；

图12为本发明第一实施例提供的制动盘的结构示意图；

图13为本发明第一实施例提供的一种制动套与丝杠的连接示意图；

图14为本发明第一实施例提供的另一种制动套和穿设部连接时的剖视图；

图15为本发明第一实施例提供的另一种制动套和穿设部连接时的立体图；

图16为本发明第一实施例提供的另一种制动套的穿设部与贯通孔的配合示意图；

图17为本发明第一实施例和第二实施例提供的滑动套的结构示意图；

图18为本发明第二实施例提供的电机械制动装置的结构示意图；

图19为本发明第二实施例提供的驱动模块的结构示意图；

图20为本发明第二实施例提供的壳体的结构示意图；

图21为本发明第二实施例提供的电机转子的结构示意图；

图22为本发明第二实施例提供的轴承端盖的结构示意图；

图23为图22沿A-A方向的剖视图；

图24为本发明第二实施例提供的转子端盖的结构示意图；

图25为图24沿B-B方向的剖视图；

图26为本发明第二实施例提供的传动模块的结构示意图；

图27为本发明第二实施例提供的滑动衬套的剖视图；

图28为本发明第二实施例提供的滑动衬套的立体图；

图29为本发明第二实施例提供的支撑部的第一视角的结构示意图；

图30为本发明第二实施例提供的支撑部的第二视角的结构示意图。

图标：

01-闸片托；02-摩擦盘；03-杠杆；04-吊架；

10-电机械制动装置；

20-驱动模块；100-壳体；110-前端盖；120-外壳；122-定位块；124-第一端面；126-第二端面；130-后端盖；140-前盖；150-后盖；152-第一台阶；154-第二台阶；160-端盖；170-安装部；172-圆筒部；174-限位部；176-外凸法兰；200-电机组件；210-电机定子；220-电机转子；222-连接部；224-第一转筒；226-第二转筒；228-第三转筒；229-定位槽；300-第一轴承；310-第二轴承；320-第三轴承；332-挡环；340-第四轴承；350-锁紧组件；352-定位键；354-挡圈；356-螺钉；358-定位销；360-轴承端盖；370-转子端盖；372-传感器；374-筒体；376-盖体；380-导向套；390-旋转变压器；

30-传动模块；

40-轭端总成；400-制动轭；410-轭本体；412-接口；414-插孔；420-轭端盖；421-支撑孔；430-连接端；440-开口端；451-第一外周面；452-第一外端面；453-第二外周面；454-第二外端面；455-第三外周面；456-第三外端面；461-第一内周面；462-第一内端面；463-第二内周面；464-第二内端面；465-第三内周面；466-第三内端面；500-失电锁紧机构；510-磁轭；512-第一定位槽；514-第二定位槽；516-贯通孔；518-密封圈；520-制动线圈；530-制动盘；532-中心孔；534-穿孔；540-制动套；542-主套体；543-滑动槽；544-摩擦部；545-穿设部；550-导向柱；552-环形凸台；560-弹簧；570-滚子轴承；580-连接组件；582-滑动套；584-通孔；586-滑动块；588-销孔；589-弹性销；590-滑动衬套；592-支撑部；593-卡块；594-花键部；595-凸台部；596-卡槽；

50-螺母丝杠副；52-丝杠；54-螺母；

60-制动夹钳单元。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，若出现术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，若出现术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明的实施例中的特征可以相互结合。

第一实施例：

请参照图1，本实施例提供了一种制动夹钳单元60，其可以用于轨道车辆中，以实现轨道车辆的制动或者解除制动。制动夹钳单元60可以为三点式吊挂制动夹钳单元(见图2)或四点式吊挂制动夹钳单元(见图3)。

本制动夹钳单元60包括制动夹钳和电机械制动装置10，电机械制动装置10与制动夹钳传动连接，用于驱动制动夹钳对轨道车辆进行制动或者解除制动。

详细地，制动夹钳包括闸片托01、杠杆03及吊架04。电机械制动装置10相对的两端分别于两侧杠杆03的第一端铰接。当电机械制动装置10伸长或缩短时，通过两侧杠杆03将电机械制动装置10输出的制动力或者解除制动力转化为闸片托01与轨道车辆的摩擦盘02的压力。其中，吊架04可以看作是杠杆03上的转动支点，电机械制动装置10输出的力经过杠杆03放大后，由闸片托01部分施加到摩擦盘02上，从而实现对轨道车辆的制动(电机械制动装置10伸长)或者解除制动(电机械制动装置10缩短)。

下面介绍电机械制动装置10的详细结构和工作原理。

请参照图4，本电机械制动装置10包括驱动模块20和传动模块30，传动模块30包括轭端总成40和螺母丝杠副50，轭端总成40包括相互连接的制动轭400和失电锁紧机构500，制动轭400和失电锁紧机构500均套设在丝杠52的远离螺母54的第一端，制动轭400和螺母54连接，失电锁紧机构500与丝杠52传动连接且滑动配合。

驱动模块20用于与螺母丝杠副50远离轭端总成40的一端配合，以驱动螺母丝杠副50的丝杠52转动，从而驱动螺母丝杠副50的螺母54沿丝杠52的轴向运动，进而驱动制动轭400沿丝杠52的轴向运动。当轭端总成40沿远离驱动模块20的方向运动时，电机械制动装置10伸长，以使制动夹钳对轨道车辆进行制动；

当轭端总成40沿靠近驱动模块20的方向运动时，电机械制动装置10缩短，以使制动夹钳对轨道车辆解除制动。但是，在失电状态下，失电锁紧机构500能够限制丝杠52的转动，从而锁定制动轭400相对于丝杠52的轴向位置。

详细地，请参照图5、图6及图7，驱动模块包括壳体100和设置于壳体100内的电机组件200，电机组件200包括电机转子220和套设在电机转子220第一端的电机定子210。壳体100的前端设置有用于与螺母54滑动配合的安装部170，安装部170至少部分伸入壳体100的内部，用于在螺母54与安装部170滑动配合时，使得丝杠52的一端能伸入壳体100的内部且与电机转子220连接，从而使得丝杠52能在电机组件200的驱动下旋转，进而驱动螺母54相对于壳体100沿丝杠52的轴向运动。

其中，壳体100包括依次连接的前端盖110、外壳120及后端盖130，前端盖110和后端盖130均呈圆盘状，而外壳120呈圆筒状。外壳120的一端与前端盖110连接，另一端与后端盖130连接。外壳120的内壁凸设有定位块122。

定位块122包括沿壳体100的轴向间隔设置的第一端面124和第二端面126，第一端面124和第二端面126均垂直于壳体100的轴向，以便电机组件200、旋转变压器390等部件的安装和限位。

安装部170设置于前端盖110，其可以根据具体情况设置为不同的结构，本实施例中，安装部170包括外凸法兰176、圆筒部172及限位部174。圆筒部172一端通过外凸法兰176与壳体100的前端(具体为前端盖110)连接，另一端与限位部174连接，使得丝杠52能依次穿过外凸法兰176、圆筒部172和限位部174后与电机转子220连接。连接的方式有很多，本实施例中，前端盖110、外凸法兰176、圆筒部172及限位部174一体成型，以减少驱动模块20的零件数量，简化驱动模块20的装配。安装部170的内壁设置有限位件，限位件位于圆筒部172远离限位部174的部位。

安装部170内还设置有导向套380，导向套380用于与螺母54滑动配合。导向套380位于圆筒部172内且一端抵持限位件，另一端抵持限位部174，以实现限位。本实施例中，导向套380一方面可以对螺母54的移动进行导向，保证其移动的稳定性，另一方面也可以起到耐磨层的作用，以减小螺母54与安装部170之间的磨损。

电机定子210相对于壳体100固定，且位于前端盖110和定位块122之间，详细地，电机定子210固定设置于前端盖110与外壳120的定位块122的第一端面124之间。

电机转子220包括第一转筒224、第二转筒226、第三转筒228及连接部222。第一转筒224可转动地设置于电机定子210的内侧。第一转筒224一端开口，另一端与连接部222连接，并且第一转筒224完全位于连接部222靠近壳体100前端的一侧。连接部222用于与丝杠52连接。安装部170至少一部分位于第一转筒224内，以增大安装部170与第一转筒224在壳体100径向上的重叠度，从而尽可能减小安装部170与第一转筒224的长度之和，进而尽可能减小壳体100的长度。

第二转筒226连接于连接部222且向远离第一转筒224的方向延伸。具体地，第二转筒226伸入定位块122围成的空腔内。壳体100内设置有第一轴承300和第二轴承310，第一轴承300的内圈与第二转筒226的外壁配合，外圈与壳体100的内壁配合，具体为与定位块122的内壁配合。第一轴承300外圈的一端与定位块122的内壁上抵持，另一端与第二轴承310的内圈抵持，第一轴承300内圈的一端与连接部222抵持，以实现定位。第一轴承300可以根据实际情况进行选型，本实施例中，第一轴承300为深沟球轴承。

第二轴承310的内圈与连接部222的外壁配合，外圈与壳体100的内壁配合，具体为与定位块122的内壁配合。第二轴承310邻近于第一轴承300设置且位于第一轴承300靠近第一转筒224的一侧。第二轴承310的内圈一端与第一轴承300的外圈抵持，另一端于连接部222抵持，第二轴承310的外圈一端与定位块122抵持，另一端与连接部222抵持，以实现定位。第二轴承310可以根据实际需要进行选型，本实施例中，第二轴承310为平面推力轴承。

第三转筒228连接于连接部222且伸入第一转筒224内，第三转筒228用于与丝杠52连接。第三转筒228的外壁与安装部170内壁之间安装有第三轴承320，第三转筒228远离连接部222的一端设置有挡环332，挡环332远离第三转筒228的一端用于与丝杠52的阶梯面抵持，第三轴承320的内圈一端与挡环332抵持，另一端与第三转筒228外壁上的凸部抵持，以实现定位。第一轴承300、第二轴承310及第三轴承320共同实现对电机转子220的支撑，使得电机转子220可以正常稳定地在壳体100内绕自身的轴线转动。

壳体100内设置有用于检测电机转子220转速的旋转变压器390，旋转变压器390的内圈套设于第二转筒226的外壁且位于第一轴承300远离第一转筒224的一侧。旋转变压器390的外圈与壳体100内壁固定连接。由于第一轴承300和第二轴承310均位于旋转变压器390远离后端盖130的一侧，因此旋转变压器390在装拆时，只需要打开后端盖130即可进行装拆，而无需像向现有技术一样先安装或者拆卸轴承，具有装拆方便的特点。

驱动模块20包括用于将电机转子220和丝杠52连接的锁紧组件350。锁紧组件350可以根据需要采用不同的结构，本实施例中，锁紧组件350包括定位键352、螺钉356及挡圈354。定位键352插接配合于丝杠52的第一键槽和电机转子220的第二键槽共同围成的定位槽229内，挡圈354位于第二转筒226内且抵接于连接部222，螺钉356的头部抵持挡圈354，螺钉356的螺柱穿过挡圈354后伸入丝杠52，用于与丝杠52锁紧，从而实现电机转子220和丝杠52的连接。

本驱动模块20包括壳体100、设置于壳体100内的电机组件200及设置于壳体100前端的安装部170，通过将用于与滚珠丝杠副的螺母滑动配合的安装部170向内延伸设置，就可以在整个壳体100长度(轴向尺寸)不变的情况下，增大安装部170的长度，以增大安装部170与螺母丝杠副50的接触长度，从而提高驱动模块20与传动件的滑配稳定性，进而提高驱动模块20对传动模块30的驱动稳定性。当本驱动模块20应用于电机械制动装置10、制动夹钳单元60及轨道车辆时，可以有效提高电机械制动装置10、制动夹钳单元60及轨道车辆的工作稳定性。

同时，由于安装部170的长度增大，使得传动模块30伸入壳体100的长度也可以增大，这样也助于减小电机械制动装置10的长度，有助于减小制动夹钳单元60和轨道车辆的体积。

请参照图8和图9，制动轭400包括相对的连接端430和开口端440，连接端430用于和螺母丝杠副50的螺母54连接，开口端440与失电锁紧机构500的磁轭510固定连接，磁轭510相对于制动轭400更靠近于丝杠52的第一端。

本实施例中，制动轭400呈阶梯状且开口端440的直径大于连接端430的直径。制动轭400包括依次连接的第一外周面451、第一外端面452、第二外周面453、第二外端面454、第三外周面455及第三外端面456，第一外周面451、第二外周面453及第三外周面455的直径逐渐减小，以形成外阶梯面。同时，制动轭400包括依次连接的第一内周面461、第一内端面462、第二内周面463、第二内端面464、第三内周面465及第三内端面466，第一内周面461、第二内周面463及第三内周面465的直径逐渐减小，以形成内阶梯面。进一步地，磁轭510沿螺母丝杠副50的丝杠52的轴向开设有贯通孔516(如图16所示)。

请参照图10、图11及图12，失电锁紧机构500除了包括与制动轭400固定连接的磁轭510，还包括制动线圈520、制动盘530和具有外凸的摩擦部544的制动套540。

磁轭510靠近制动轭400的一侧设置有第一定位槽512和第二定位槽514，第一定位槽512和第二定位槽514位于磁轭510的同一侧，即均位于磁轭510靠近制动轭400的一侧。制动线圈520固定安装于第一定位槽512，以保证制动线圈520的安装稳定性。制动盘530和制动套540均位于磁轭510和制动轭400围成的空间内。制动套540的外周与制动轭400通过轴承转动配合，以使得制动套540能相对于制动轭400稳定地转动。本实施例中，轴承为滚子轴承570且滚子轴承570位于制动套540和制动轭400的第三内周面465之间。制动套540的内周用于与螺母丝杠副50的丝杠52传动连接且滑动配合。制动盘530通过自身开设的中心孔532套设于制动套540且位于制动线圈520和摩擦部544之间，当制动线圈520失电时，制动盘530抵持摩擦部544，以限制丝杠52转动。

失电锁紧机构500还包括导向柱550和弹簧560，导向柱550轴向穿过制动盘530的穿孔534且两端分别连接于磁轭510和制动轭400。具体地，导向柱550一端插接配合于第二定位槽514，另一端插接配合于制动轭400的第一内端面462的插孔414内，以保证安装的稳定性。导向柱550的外周设置有环形凸台552，环形凸台552的一侧抵持第一内端面462。

弹簧560套设于导向柱550且一端抵持磁轭510，具体为伸入第二定位槽514内且抵持第二定位槽514的槽底，弹簧560远离磁轭510的一端抵持制动盘530，以使制动线圈520失电时，驱动制动盘530抵持摩擦部544。

为了进一步地提高制动盘530的运动稳定性，本实施例中，配套的导向柱550和弹簧560有多个且沿轭端总成40的周向间隔设置。

请参照图13，制动套540除了包括摩擦部544之外，还包括与摩擦部544固定连接的主套体542，摩擦部544凸设于主套体542的外侧壁，主套体542用于和螺母丝杠副50的丝杠52传动连接。详细地，制动套540的主套体542相对于丝杠52能够同步转动和沿螺母丝杠副50的丝杠52的轴向滑动。

请参照图14、图15及图16，制动套540还包括与主套体542固定连接的穿设部545(既可以可拆卸连接，也可以一体化结构，即制动套540本身具有穿设部545)，穿设部545可转动地穿设于贯通孔516，以使制动套540远离螺母54的一端能支撑于磁轭510上。穿设部545与贯通孔516之间还设置有密封圈518，以使穿设部545与磁轭510密封连接，避免杂质进入磁轭510和制动轭400围成的空腔，保证整个轭端总成40的正常工作。由于制动套540设置有穿设部545，可以在失电后，且没有电源的情况下，通过手动方式解除停车制动。

用于与外部的夹钳连接的接口412设置在制动轭400和磁轭510二者中的至少一个。本实施例中，由于制动轭400的外径大于磁轭510，因此接口设置于制动轭400上，以便与外部的夹钳对接。

请再次参照图13，本实施例中，为了方便制动套540和丝杠52的连接，使得制动套540相对于丝杠能够同步转动和沿螺母丝杠副50的丝杠52的轴向滑动，传动模块30还包括连接组件580，连接组件580连接于制动套540的内侧壁，且用于和丝杠52配合。

进一步地，请参照图17，连接组件580包括滑动套582和弹性销589。滑动套582沿轴向开设有与丝杠52相配合的通孔584，滑动套582沿径向开设有销孔588，滑动套582的外侧壁设置有滑动块586；制动套540的内侧壁设置有与滑动块586相配合的滑动槽543，以使得制动套540可以沿丝杠52的轴向滑动。并且，弹性销589穿设于销孔588，将滑动套582与丝杠52固定连接，以使得制动套540与丝杠52能够同步转动。

本电机械制动装置的工作原理及过程具体如下：

正常情况下，失电锁紧机构500通电，制动盘530在制动线圈520的吸附下脱离制动套540的摩擦部544，此时，驱动模块20能够驱动丝杠52转动，丝杠52的转动一方面会驱动螺母54沿丝杠52的轴向运动，从而驱动整个轭端总成40沿丝杠52的轴向运动，以靠近或者远离驱动模块20，从而驱动夹钳单元对轨道车辆进行制动或者解除制动，另一方面，丝杠52的转动会驱动制动套540同步转动。

当失电锁紧机构500失电时，制动线圈520不再吸附制动盘530，制动盘530会在导向柱550的导向下以及弹簧560的驱动下与制动套540的摩擦部544接触并抵持，从而使得制动套540停止转动，进而使得丝杠52停止转动，此时轭端总成40与驱动模块20之间的距离被锁定，制动夹钳的状态也被锁定。

本电机械制动装置10通过调整失电锁紧机构500的位置，将其从驱动模块20所在的一侧移动至制动轭400所在的一侧，从而与制动轭400结合以形成新的轭端总成40，进而使得整个电机械制动装置10的结构布局更加合理，质量分布更加均衡，使得电机械制动装置10输出的制动力可以准确地控制，并且也方便组装拆卸以及故障检测。同时，由于轭端总成40套设在丝杠52远离螺母的一端且与螺母54连接，则螺母54的大部分可以设置在远离制动轭400的驱动模块20中并与驱动模块20构成更稳定的轴向导向，这样，无论在制动或缓解过程中，均有利于提高制动力和缓解力传递的稳定性。并且还有利于减少电机械制动装置10的轴向尺寸，使其更加紧凑。

与现有技术相比，本实施例提供的电机械制动装置10还具有以下有益效果：

1、实现产品质量的更均匀分布，有效减少因重力偏载对制动力的不利影响，便于制动力输出的准确控制，降低制动力输出控制的难度。

2、分散了制动线圈520通电所产生的热量，有利于提高电机械制动装置10的散热性，对其它功能部件的性能影响小，有利于延长各功能部件的使用寿命。

3、失电锁紧机构500与制动轭400的集成设计，实现了高利用率的空间布局，产品更加紧凑，轴向尺寸小。

4、简化了电机侧的驱动模块20的结构，整体结构更加简单可靠。

5、模块化程度高，组装效率高、制造更容易。

6、能采用电信号控制电机械制动装置10工作，便于制动输出力的监测和自动调节，制动响应快速，提高了电机械制动装置10的智能化工作水平，方便轨道车辆牵引制动一体化控制的融合。

7、可以实现驱动模块20和失电锁紧机构500分开控制，有效应对车辆制动或运行过程中的意外断电风险。

8、除具备正常制动和停车制动外，还可以方便设置手动停车制动缓解功能，工况适应性强。

相应地，采用该电机械制动装置10的制动夹钳单元60及轨道车辆也具有制动平稳、运行可靠的特点。

第二实施例：

请参照图18，本实施例提供了一种制动夹钳单元60，其整体构造、工作原理及取得的技术效果与第一实施例相似，不同之处在于电机械制动装置10的驱动模块20和轭端总成40的具体结构，下面具体介绍：

驱动模块20方面，请参照图19和图20，本实施例中，驱动模块20的壳体100包括相互连接的前盖140和后盖150，前盖140大致呈圆筒状，后盖150的内壁和外壁均具有直径渐小的阶梯状台阶，后盖150一端与前盖140连接，另一端设置有安装孔和用于开闭安装孔的端盖160。后盖150的内周壁上设置有第一台阶152和第二台阶154，第一台阶152的直径小于第二台阶154。前盖140、后盖150及端盖160共同围成用于容纳电机组件200的空腔，其中，电机定子210位于前盖140内，安装部170设置于前盖140且与前盖140一体成型(安装部170可以看做前盖140的一部分)。

本实施例中，安装部170和导向套380的结构与第一实施例中基本相同，此处不再赘述。

请参照图21，本实施例中，电机转子220的结构与第一实施例相似，区别在于不再设置第三转筒228，而仅由第一转筒224、第二转筒226及连接部222组成。

本实施例中，壳体100内不再像第一实施例一样设置三个轴承，而是仅设置两个第四轴承340，两个第四轴承340均位于后盖150内。两个第四轴承340的内圈均与第二转筒226的外壁配合，外圈均与壳体100的内壁配合，具体为与第一台阶152的内壁配合。两个第四轴承340共同实现对电机转子220的支撑，使得电机转子220可以在壳体100内稳定地绕自身轴线转动。第四轴承340可以根据实际需要进行选型，本实施例中，两个第四轴承340均为角接触轴承。

为了实现对两个第四轴承340的定位，本实施例中，连接部222的外壁套设有轴承端盖360，且第二转筒226远离连接部的一端固定设置有转子端盖370。请参照图22和图23，轴承端盖360的外壁与后盖150的内壁可拆卸连接，比如螺纹连接或者过盈配合。轴承端盖360设置有用于打扭矩的划槽。请参照图24和图25，转子端盖370的外壁与第二转筒226的内壁可拆卸连接，比如螺纹连接或者过盈配合。转子端盖370包括相互连接的筒体374和盖体376，筒体374的外壁与第二转筒226的内壁可拆卸连接，盖体376靠近筒体374的一侧抵持第二转筒226远离连接部222的端壁。

两个第四轴承340中的其中一个的外圈的端部与壳体100的内壁抵持，具体为与第二台阶154抵持，另一个的外圈与轴承端盖360抵持，两个第四轴承340中的其中一个的内圈与转子端盖370抵持，另一个的内圈与连接部222抵持，以实现定位。

本实施例中，不再设置第一实施例中的旋转变压器390，而是采用传感器372代替。传感器372设置于第二转筒226远离连接部222的一端且位于转子端盖370上，用于感知电机定子210和电机转子220相对位置。根据相对位置的信息反馈判断需要通什么样的电流产生什么样的磁场来驱动电机转子220运动，通过持续的位置信息反馈和时间节点来计算电机转子220的转速。

进一步地，传感器372的转子部固定于转子端盖370，传感器372的定子部固定于壳体100的后端，具体是位于后盖150的后端与端盖160之间。

本实施例中，锁紧组件350的结构与第一实施例类似，区别在于，本实施例中采用定位销358进行定位，而不再采用第一实施例中的定位键352。

锁紧组件350包括定位销358、螺钉356及挡圈354，定位销358用于同时穿设于丝杠52和电机转子220，挡圈354抵接于连接部222，螺钉356的头部抵持挡圈354，螺钉356的螺柱穿过挡圈354后伸入丝杠52，用于与丝杠52锁紧。

与第一实施例提供的驱动模块20类似，本实施例提供的驱动模块20也包括壳体100、设置于壳体100内的电机组件200及设置于壳体100前端的安装部170。通过将用于与螺母丝杠副50的螺母54滑动配合的安装部170向内延伸设置，就可以在整个壳体长度(轴向尺寸)不变的情况下，增大安装部170的长度，以增大安装部170与螺母丝杠副50的接触长度，从而提高驱动模块20与传动件的连接稳定性，继而提高驱动模块20对传动模块30的驱动稳定性。当本驱动模块20应用于电机械制动装置10、制动夹钳单元60及轨道车辆时，也可以有效提高电机械制动装置10、制动夹钳单元60及轨道车辆的制动稳定性。

同时，由于安装部170的长度增大，使得传动模块30伸入壳体100的长度也可以增大，这样也助于减小电机械制动装置10的长度，有助于减小制动夹钳单元60和轨道车辆的体积。

轭端总成40方面，请参照图26，本实施例中，制动轭400包括相互连接的轭本体410和轭端盖420。轭本体410用于与螺母54连接，失电锁紧机构500设置于轭本体410和轭端盖420围成的空腔中。轭本体410和轭端盖420围成的空腔中还设置有滑动衬套590，滑动衬套590位于失电锁紧机构500与丝杠52之间，用于与设置于丝杠52的第一端的滑动套582传动连接且沿丝杠52的轴向滑动配合。

滑动衬套590与轭本体410之间为轴承转动配合，本实施例中，轴承与第一实施例相同，也为滚子轴承570。

请参照图27和图28，滑动衬套590与失电锁紧机构500配合的方式有很多，本实施例中，滑动衬套590与失电锁紧机构500采用花键配合。详细地，滑动衬套590设置有与失电锁紧机构500的花键孔配合的花键部594。

滑动衬套590的一端被失电锁紧机构500的一端限位，另一端被轭本体410限位。所述滑动衬套590被所述失电锁紧机构500和所述轭本体410轴向限位。实际制造和装配时，滑动衬套590在轴向上的移动范围限制在5mm之内，优选为2mm之内，最好在1mm之内。

在一些可选的实施例中，具体可以是所述滑动衬套590在中部设置有凸台部595，所述凸台部595两端分别被所述失电锁紧机构500的内花键端面和所述轭本体410内周面上设置的轴承端面轴向限位。

请参照图29和图30，滑动衬套590连接有支撑部592，支撑部592可转动的穿设于轭端盖420的支撑孔421中，以使滑动衬套590的一端支撑于轭端盖420上。滑动衬套590与所述支撑部592固定连接，详细地，滑动衬套590与所述支撑部592之间过盈配合并且卡接相连，滑动衬套590上设置有卡槽596，支撑部上设置有与卡槽596卡接配合的卡块593，以防止相互转动和轴向移动。由于滑动衬套590设置有所述支撑部592，可以失电后以手动方式对停车制动进行缓解。

与第一实施例的失电锁紧机构500需要在现有失电制动器的结构基础上改进不同，本实施例中的失电锁紧机构500基本可以直接借用现有的失电制动器的结构。本失电锁紧机构500包括磁轭510和制动线圈520，磁轭510的外周与轭本体410的远离螺母54的内壁配合，制动线圈520则固定安装于轭本体410上。

本电机械制动装置10的工作原理及过程具体如下：

正常情况下，失电锁紧机构500通电，此时，驱动模块20能够丝杠52转动，丝杠52转动一方面会驱动螺母54沿丝杠52的轴向运动，从而驱动整个轭端总成40沿丝杠52的轴向运动，以靠近或者远离驱动模块20，从而驱动制动夹钳单元60对轨道车辆进行制动或者解除制动，另一方面会驱动滑动衬套590同步转动，从而驱动失电锁紧机构500的制动盘530同步转动。

当失电锁紧机构500失电时，制动盘530被限制而停止转动，从而使得滑动衬套590停止转动，进而使得丝杠52停止转动，此时轭端总成40与驱动模块20之间的距离被锁定，制动夹钳的状态也被锁定。

本实施例提供的电机械制动装置10、制动夹钳单元60及轨道车辆的技术效果与第一实施例基本相同，因此此处不再赘述。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (33)

1.一种驱动模块，用于与螺母丝杠副(50)配合，所述螺母丝杠副(50)包括相互配合的丝杠(52)和螺母(54)，其特征在于，包括壳体(100)和设置于所述壳体(100)内的电机组件(200)，所述电机组件(200)包括电机转子(220)和套设在电机转子第一端的电机定子(210)，所述电机定子(210)相对于所述壳体(100)固定；

所述壳体(100)的前端设置有用于与螺母(54)滑动配合的安装部(170)，所述安装部(170)至少部分伸入所述壳体(100)的内部，用于在所述螺母(54)与所述安装部(170)滑动配合时，使得所述丝杠(52)的一端伸入所述壳体(100)的内部且与所述电机转子(220)连接，从而使得所述丝杠(52)能在所述电机组件(200)的驱动下旋转，进而驱动所述螺母(54)相对于所述壳体(100)沿所述丝杠(52)的轴向运动。

2.根据权利要求1所述的驱动模块，其特征在于，所述螺母丝杠副(50)为螺母滚珠丝杠副，所述丝杠(52)为滚珠丝杠。

3.根据权利要求1所述的驱动模块，其特征在于，所述安装部(170)内设置有导向套(380)，所述导向套(380)用于与所述螺母(54)滑动配合。

4.根据权利要求3所述的驱动模块，其特征在于，所述安装部(170)包括圆筒部(172)和限位部(174)，所述圆筒部(172)一端与所述壳体(100)的前端连接，另一端与所述限位部(174)连接，所述圆筒部(172)的内壁设置有限位件，所述导向套(380)位于所述圆筒部(172)内且一端抵持所述限位件，另一端抵持限位部(174)，所述丝杠(52)能依次穿过所述圆筒部(172)和所述限位部(174)后与所述电机转子(220)连接。

5.根据权利要求4所述的驱动模块，其特征在于，所述安装部(170)还包括外凸法兰(176)，所述圆筒部(172)远离所述限位部(174)的一端通过所述外凸法兰(176)与所述壳体(100)的前端连接。

6.根据权利要求1所述的驱动模块，其特征在于，所述电机转子(220)包括第一转筒(224)和连接部(222)，所述第一转筒(224)可转动地连接于所述电机定子(210)的内侧，所述第一转筒(224)一端开口，另一端与所述连接部(222)连接，所述第一转筒(224)完全位于所述连接部(222)靠近所述壳体(100)前端的一侧，所述连接部(222)用于与所述丝杠(52)连接，所述安装部(170)至少一部分位于所述第一转筒(224)内。

7.根据权利要求6所述的驱动模块，其特征在于，所述电机转(220)还包括第二转筒(226)，所述第二转筒(226)连接于所述连接部(222)且向远离所述第一转筒(224)的方向延伸，所述壳体(100)内设置有第一轴承(300)，所述第一轴承(300)的内圈与所述第二转筒(226)的外壁配合，外圈与所述壳体(100)的内壁配合。

8.根据权利要求7所述的驱动模块，其特征在于，所述壳体(100)内设置有第二轴承(310)，所述第二轴承(310)的内圈与所述连接部(222)的外壁配合，外圈与所述壳体(100)的内壁配合。

9.根据权利要求8所述的驱动模块，其特征在于，所述第二轴承(310)邻近于所述第一轴承(300)设置且位于所述第一轴承(300)靠近第一转筒(224)的一侧。

10.根据权利要求8所述的驱动模块，其特征在于，所述第一轴承(300)为深沟球轴承，所述第二轴承(310)为平面推力轴承。

11.根据权利要求7所述的驱动模块，其特征在于，所述壳体(100)内设置有旋转变压器(390)，所述旋转变压器(390)的内圈套设于所述第二转筒(226)的外壁且位于所述第一轴承(300)远离所述第一转筒(224)的一侧，所述旋转变压器(390)的外圈与所述壳体(100)内壁固定连接。

12.根据权利要求7所述的驱动模块，其特征在于，所述壳体(100)内设置有两个第四轴承(340)，两个所述第四轴承(340)的内圈均与所述第二转筒(226)的外壁配合，外圈均与所述壳体(100)的内壁配合。

13.根据权利要求12所述的驱动模块，其特征在于，所述连接部(222)的外壁套设有轴承端盖(360)，所述两个第四轴承(340)中的其中一个的外圈与壳体(100)的内壁抵持，另一个的外圈与所述轴承端盖(360)抵持。

14.根据权利要求13所述的驱动模块，其特征在于，所述轴承端盖(360)与所述壳体(100)的内壁可拆卸连接。

15.根据权利要求14所述的驱动模块，其特征在于，所述轴承端盖(360)与所述壳体(100)的内壁过盈配合或者螺纹配合。

16.根据权利要求13所述的驱动模块，其特征在于，所述轴承端盖(360)设置有用于打扭矩的划槽。

17.根据权利要求12所述的驱动模块，其特征在于，两个所述第四轴承(340)均为角接触轴承。

18.根据权利要求7所述的驱动模块，其特征在于，所述第二转筒(226)远离所述连接部(222)的一端设置有用于感知所述电机定子(210)和所述电机转子(220)相对位置的传感器(372)。

19.根据权利要求18所述的驱动模块，其特征在于，所述第二转筒(226)远离所述连接部(222)的一端固定设置有转子端盖(370)，所述传感器(372)的转子部固定于所述转子端盖(370)，所述传感器(372)的定子部固定于所述壳体(100)的后端。

20.根据权利要求19所述的驱动模块，其特征在于，所述转子端盖(370)与所述第二转筒(226)的内壁过盈配合或者螺纹连接。

21.根据权利要求6所述的驱动模块，其特征在于，所述电机转子(220)还包括第三转筒(228)，所述第三转筒(228)连接于所述连接部(222)且伸入所述第一转筒(224)内，所述第三转筒(228)用于与所述丝杠(52)连接。

22.根据权利要求21所述的驱动模块，其特征在于，所述第三转筒(228)的外壁与所述安装部(170)的内壁之间安装有第三轴承(320)，所述第三转筒(228)远离所述连接部(222)的一端设置有挡环(332)，所述挡环(332)远离所述第三转筒(228)的一端用于与所述丝杠(52)的阶梯面抵持，所述第三轴承(320)的内圈一端与所述挡环(332)抵持，另一端与所述第三转筒(228)外壁上的凸部抵持。

23.根据权利要求1所述的驱动模块，其特征在于，所述驱动模块(20)包括用于将所述电机转子(220)和所述丝杠(52)连接的锁紧组件(350)，所述锁紧组件(350)包括定位键(352)、螺钉(356)及挡圈(354)，所述定位键(352)插接配合于所述丝杠(52)的第一键槽和所述电机转子(220)的第二键槽共同围成的定位槽(229)内，所述挡圈(354)抵接于所述电机转子(220)，所述螺钉(356)的头部抵持所述挡圈(354)，所述螺钉(356)的螺柱穿过所述挡圈(354)后伸入所述丝杠(52)，用于与丝杠(52)锁紧。

24.根据权利要求1所述的驱动模块，其特征在于，所述驱动模块(20)包括用于将所述电机转子(220)与所述丝杠(52)连接的锁紧组件(350)，所述锁紧组件(350)包括定位销(358)、螺钉(356)及挡圈(354)，所述定位销(358)用于同时穿设于所述丝杠(52)和所述电机转子(220)，所述挡圈(354)抵接于所述电机转子(220)，所述螺钉(356)的头部抵持所述挡圈，所述螺钉(356)的螺柱穿过所述挡圈(354)后伸入所述丝杠(52)用于与丝杠(52)锁紧。

25.根据权利要求1所述的驱动模块，其特征在于，所述壳体(100)包括依次连接的前端盖(110)、外壳(120)及后端盖(130)，所述外壳(120)的一端与所述前端盖(110)连接，另一端与后端盖(130)连接，所述外壳(120)的内壁凸设有定位块(122)，所述电机定子(210)位于所述定位块(122)和所述前端盖(110)之间，所述安装部(170)设置于前端盖(110)。

26.根据权利要求25所述的驱动模块，其特征在于，所述定位块(122)包括沿所述壳体(100)的轴向间隔设置的第一端面(124)和第二端面(126)，所述第一端面(124)和所述第二端面(126)均垂直于所述壳体(100)的轴向，所述电机定子(210)位于所述第一端面(124)和所述前端盖(110)之间。

27.根据权利要求1所述的驱动模块，其特征在于，所述壳体(100)包括相互连接的前盖(140)和后盖(150)，所述电机定子(210)位于所述前盖(140)内，所述后盖(150)一端与所述前盖(140)连接，另一端设置有安装孔和用于开闭所述安装孔的端盖(160)，所述安装部(170)设置于前盖(140)。

28.根据权利要求27所述的驱动模块，其特征在于，所述后盖(150)内设置有两个第四轴承(340)，两个所述第四轴承(340)的内圈均与所述电机转子(220)配合，外圈均与所述后盖(150)的内壁配合。

29.根据权利要求28所述的驱动模块，其特征在于，所述后盖(150)的内周壁上设置有第一台阶(152)和第二台阶(154)，两个所述第四轴承(340)的外圈的外周均与所述第一台阶(152)配合，两个所述第四轴承(340)中远离所述前盖(140)的一个的外圈的端部与所述第二台阶(154)抵持。

30.一种电机械制动装置，其特征在于，包括传动模块(30)和权利要求1-29任一项所述的驱动模块(20)，所述传动模块(30)包括轭端总成(40)和螺母丝杠副(50)，所述螺母丝杠副(50)的一端与所述驱动模块(20)连接，另一端与所述轭端总成(40)连接，所述驱动模块(20)能驱动所述轭端总成(40)相对于所述驱动模块(20)沿所述螺母丝杠副(50)的丝杠(52)的轴向运动，所述轭端总成(40)能允许或者限制自身相对于所述驱动模块(20)沿所述丝杠(52)的轴向运动。

31.一种制动夹钳单元，包括制动夹钳，其特征在于，还包括权利要求30所述的电机械制动装置(10)，所述电机械制动装置(10)与所述制动夹钳传动连接，用于驱动所述制动夹钳制动或者解除制动。

32.根据权利要求31所述的制动夹钳单元，其特征在于，所述制动夹钳单元(60)为三点式吊挂制动夹钳单元或四点式吊挂制动夹钳单元。

33.一种轨道车辆，其特征在于，包括权利要求31或者32所述的制动夹钳单元(60)。

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