CN112413007A - 盘式制动器和车辆 - Google Patents

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Abstract

本公开涉及一种盘式制动器和车辆，该制动器包括制动钳体、第一制动块、制动盘、电机、丝杠机构、横臂、第一活塞以及第二活塞，横臂可轴向移动且固定在制动钳体内，丝杠机构包括丝杠和螺母，螺母固定在横臂上，丝杠的一端伸入制动钳体内并与螺母螺纹配合，第一活塞和第二活塞关于第一制动块的中心轴线对称地设置在横臂背离螺母的一侧，电机用于驱动丝杠旋转，以使螺母推动横臂沿丝杠的轴向移动，从而使第一活塞和第二活塞共同推动第一制动块移动以压紧制动盘。通过上述技术方案，由于第一活塞和第二活塞共同推动第一制动块，使得第一制动块的受力分布均匀，能够与制动盘均匀接触，提高制动稳定性，从而可防止第一制动块的快速磨损。

Description

盘式制动器和车辆
技术领域
本公开涉及制动器技术领域，具体地，涉及一种盘式制动器和使用该盘式制动器的车辆。
背景技术
传统的液压式或气动式制动器中，存在气液管路复杂、维修困难、布置结构复杂、制动动态响应慢、制动舒适性能较低等明显缺点。例如，在液压式制动器中，在防抱死制动器动作时制动踏板会产生回弹振动现象，影响了制动舒适性能。再如，传统的液压式制动器中因采用了体积较大的真空制动助力器、制动主缸、储油器等常规液压式制动器的部件，因此不仅具有结构及装配复杂且体积大、维护困难的问题，而且由于系统中设置有连接相应部件的液压式制动管路以及制动液，需要定期更换液压式油和定期检查是否存在液压式油泄漏的问题。
基于上述诸多问题，近年来机械式线控制动器逐渐取代了液压式或气动式制动器。由于机械式线控制动器具有结构简单、制动动态响应快且制动舒适性能好的优点，因此结构更简单、功能更可靠的机械式线控制动器最终取代传统的液压式制动器已经成为车辆行业的共识。
发明内容
本公开的目的是提供一种盘式制动器和使用该盘式制动器的车辆，该盘式制动器能够承受较高的制动载荷，且结构简洁、集成化程度高。
为了实现上述目的，本公开提供一种盘式制动器，包括制动钳体、第一制动块、制动盘、电机、丝杠机构、横臂、第一活塞以及第二活塞，所述横臂可轴向移动且固定在所述制动钳体内，所述丝杠机构包括丝杠和螺母，所述螺母固定在所述横臂上，所述丝杠的一端伸入所述制动钳体内并与所述螺母螺纹配合，所述第一活塞和第二活塞关于所述第一制动块的中心轴线对称地设置在所述横臂背离所述螺母的一侧，所述电机用于驱动所述丝杠旋转，以使所述螺母推动所述横臂沿所述丝杠的轴向移动，从而使所述第一活塞和第二活塞共同推动所述第一制动块移动以压紧所述制动盘。
可选地，所述丝杠的轴线与所述第一制动块的中心轴线重合。
可选地，所述横臂包括横臂本体和形成在所述横臂本体上的第一螺纹套筒和第二螺纹套筒，所述第一活塞的外周面与所述第一螺纹套筒螺纹配合，所述第二活塞的外周面与所述第二螺纹套筒螺纹配合，所述螺母固定在所述横臂本体上，所述盘式制动器还包括第一转动杆、第二转动杆和传动机构，所述第一转动杆和第二转动杆可周向转动且轴向锁止地设置在所述制动钳体内，所述丝杠通过所述传动机构与所述第一转动杆和第二转动杆传动连接，所述第一转动杆和第二转动杆转动穿设于所述横臂本体，所述第一活塞可轴向移动且周向锁止地套装在所述第一转动杆上，所述第二活塞可轴向移动且周向锁止地套装在所述第二转动杆上。
可选地，所述盘式制动器还包括第一单向离合器和第二单向离合器，所述第一单向离合器安装在所述第一转动杆上，所述第二单向离合器安装在所述第二转动杆上，所述传动机构与所述第一单向离合器和第二单向离合器连接，所述盘式制动器具有第一工作状态和第二工作状态，在所述第一工作状态，所述丝杠驱动所述螺母朝向所述第一制动块移动，所述传动机构通过所述第一单向离合器和第二单向离合器分别驱动所述第一转动杆和第二转动杆转动；在所述第二工作状态，所述丝杠驱动所述螺母背离所述第一制动块移动，所述传动机构通过所述第一单向离合器和第二单向离合器分别在所述第一转动杆和第二转动杆转动上空转。
可选地，所述传动机构包括主动轮、第一从动轮和第二从动轮，所述主动轮安装在所述丝杠上，所述第一从动轮通过所述第一单向离合器安装在所述第一转动杆上，所述第二从动轮通过所述第二单向离合器安装在所述第二转动杆上，所述主动轮上形成有多个主动轮齿，所述第一从动轮上形成有多个第一从动轮齿，所述第二从动轮上形成有多个第二从动轮齿，所述第一从动轮齿和第二从动轮齿均与所述主动轮齿相互啮合。
可选地，所述第一螺纹套筒的螺纹方向与所述第二螺纹套筒的螺纹方向相反。
可选地，每个第一从动轮齿与其相邻的所述主动轮齿之间均具有间隙，每个第二从动轮齿与其相邻的所述主动轮齿之间具有间隙。
可选地，所述传动机构包括主动轮、第一从动轮、第二从动轮和传动带，所述主动轮安装在所述丝杠上，所述第一从动轮通过所述第一单向离合器安装在所述第一转动杆上，所述第二从动轮通过所述第二单向离合器安装在所述第二转动杆上，所述传动带饶设在所述主动轮、所述第一从动轮以及所述第二从动轮上。
可选地，所述主动轮的内周面与所述丝杠的外周面之间具有间隙，所述盘式制动器还包括扭力限制装置，所述扭力限制装置安装在所述丝杠上并相对于所述丝杠固定，所述扭力限制装置与所述主动轮之间摩擦传动，当所述扭力限制装置与所述主动轮之间的摩擦力小于所述第一活塞和第二活塞的转动阻力时，所述主动轮与所述扭力限制装置发生相对转动。
可选地，所述扭力限制装置与所述主动轮构造为当所述第一制动块压紧所述制动盘时，所述扭力限制装置与所述主动轮之间的摩擦力小于所述第一活塞和第二活塞的转动阻力。
可选地，所述扭力限制装置为扭力限制轮，所述扭力限制轮的一个端面形成为第一摩擦端面，所述主动轮的一个端面形成为第二摩擦端面，所述第一摩擦端面与所述第二摩擦端面摩擦接触。
可选地，所述扭力限制装置包括扭力限制轮和摩擦轮，所述摩擦轮位于所述扭力限制轮与所述主动轮之间，所述扭力限制轮的一个端面形成为第一摩擦端面，所述主动轮的一个端面形成为第二摩擦端面，所述摩擦轮的一个端面与所述第一摩擦端面摩擦接触，另一个端面与所述第二摩擦端面摩擦接触，当所述摩擦轮与所述主动轮之间的摩擦力小于所述第一活塞和第二活塞的转动阻力时，所述主动轮与所述摩擦轮发生相对转动。
可选地，所述盘式制动器还包括预紧弹簧和轴承，所述预紧弹簧和轴承均设置在所述丝杠上，所述轴承的一端抵顶所述主动轮，所述预紧弹簧的一端抵顶所述扭力限制装置，以使所述扭力限制装置和主动轮夹持在所述预紧弹簧与所述轴承之间。
可选地，所述丝杠与所述扭力限制装置花键连接，所述丝杠的外周面上形成有多个外花键，所述扭力限制装置的内周面上形成有多个内花键，每个外花键与其相邻的所述内花键之间具有间隙。
可选地，所述盘式制动器还包括复位弹簧，所述复位弹簧用于驱动所述横臂背离所述第一制动块移动，以使所述横臂复位。
可选地，所述盘式制动器还包括减速器，所述电机通过所述减速器驱动所述丝杠转动。
可选地，所述丝杠机构为滚珠丝杠机构。
可选地，所述盘式制动器为浮钳盘式制动器，所述浮钳盘式制动器还包括第二制动块，所述第二制动块安装在所述制动钳体上，所述第一制动块和第二制动块分别位于所述制动盘的两侧。
通过上述技术方案，在本公开提供的盘式制动器中设置了第一活塞和第二活塞，在制动时，第一活塞和第二活塞可以共同向第一制动块提供制动力，提供的制动力更大、制动效果更好，且由于第一活塞和第二活塞关于第一制动块的中心轴线对称分布，使得第一制动块的受力分布均匀，能够与制动盘均匀接触，提高制动稳定性，有效地避免第一制动块因受力不均而发生偏移的情况发生，从而防止第一制动块的快速磨损。由于本公开提供的盘式制动器能够提供均匀的制动力并能够承受较高的制动载荷，因此可以适用于第一制动块尺寸较大、所需制动力更高的重载荷车辆(例如，商用车、装备有动力电池的电动车)的制动，为重载荷车辆提供均匀、稳定的制动力。
根据本公开的另一个方面，提供一种车辆，包括上述的盘式制动器。
本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：
图1是本公开一种实施方式提供的盘式制动器的剖视示意图；
图2是本公开另一种实施方式提供的盘式制动器的剖视示意图；
图3是本公开一种实施方式提供的传动机构的剖视示意图；
图4是本公开一种实施方式提供的扭力限制装置与主动轮的配合示意图；
图5是本公开另一种实施方式提供的扭力限制装置与主动轮的配合示意图；
图6是本公开一种实施方式提供的丝杠机构的示意图。
附图标记说明
101 制动钳体 102 第一制动块
103 第二制动块 104 制动盘
105 电机 1051 电机输出轴
106 丝杠机构 1061 丝杠
1062 螺母 1063 滚珠
1064 反向器 1065 外花键
107 横臂 1071 横臂本体
1072 第一螺纹套筒 1073 第二螺纹
108 第一活塞 109 第二活塞
110 第一转动杆 111 第二转动杆
112 传动机构 1121 主动轮
1122 第一从动轮 1123 第二从动轮
1124 传动带 113 第一单向离合器
114 第二单向离合器 115 扭力限制装置
1151 扭力限制轮 1152 摩擦轮
116 预紧弹簧 117 轴承
118 复位弹簧 119 减速器
120 端盖
A 第一制动块的中心轴线
B 丝杠的轴线
具体实施方式
以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。
在本公开中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“内、外”是指相应部件轮廓的内和外。
如图1至图6所示，本公开提供一种盘式制动器，包括制动钳体101、第一制动块102、制动盘104、电机105、丝杠机构106、横臂107、第一活塞108以及第二活塞109，横臂107可轴向移动且固定在制动钳体101内，丝杠机构106包括丝杠1061和螺母1062，螺母1062固定在横臂107上，丝杠1061的一端伸入制动钳体101内并与螺母1062螺纹配合，第一活塞108和第二活塞109关于第一制动块102的中心轴线A对称地设置在横臂107背离螺母1062的一侧，电机105用于驱动丝杠1061旋转，以使螺母1062推动横臂107沿丝杠1061的轴向移动，从而使第一活塞108和第二活塞109共同推动第一制动块102移动以压紧制动盘104。这里，第一制动块102的中心轴线A是指能够把第一制动块102分成对称地两部分的轴线。第一活塞108和第二活塞109可以向第一制动块102的不同位置提供制动力，从而使第一制动块102受力均匀，进而使第一制动块102与制动盘104均匀接触。
由于螺母1062固定在横臂107上，而横臂107可轴向移动但周向锁止地安装在制动钳体101内，因此螺母1062可随横臂107一起轴向移动但不能共同周向转动，根据螺旋传动原理可知，在丝杠1061转动时，丝杠1061的旋转力矩将转化为直线力矩驱动螺母1062、横臂107、第一活塞108、第二活塞109一同沿丝杠1061的轴线B移动，从而通过控制电机105正转或反转可以使螺母1062、横臂107、第一活塞108、第二活塞109朝向第一制动块102移动，从而提供制动力使第一制动块102压紧制动盘104，或使螺母1062、横臂107、第一活塞108、第二活塞109背离第一制动块102移动，从而使螺母1062、横臂107、第一活塞108、第二活塞109复位，实现制动解除。
通过上述技术方案，在本公开提供的盘式制动器中设置了第一活塞108和第二活塞109，在制动时，第一活塞108和第二活塞109可以共同向第一制动块102提供制动力，提供的制动力更大、制动效果更好，且由于第一活塞108和第二活塞109关于第一制动块102的中心轴线A对称分布，使得第一制动块102的受力分布均匀，能够与制动盘104均匀接触，提高制动稳定性，有效地避免第一制动块102因受力不均而发生偏移的情况发生，从而防止第一制动块102的快速磨损。由于本公开提供的盘式制动器能够提供均匀的制动力并能够承受较高的制动载荷，因此可以适用于第一制动块102尺寸较大、所需制动力更高的重载荷车辆(例如，商用车、装备有动力电池的电动车)的制动，为重载荷车辆提供均匀、稳定的制动力。
为进一步地提高第一活塞108和第二活塞109为第一制动块102提供的制动力的均匀性，丝杠1061的轴线B可以与第一制动块102的中心轴线A重合。也就是说，第一活塞108和第二活塞109也是关于丝杠1061的轴线B对称的，由于丝杠1061与螺母1062同轴，使得螺母1062施加到横臂107上的推动力可以被均匀分散给第一活塞108和第二活塞109，从而使第一活塞108和第二活塞109施加到第一制动块102上的制动力的大小大致相同，进而使第一制动块102的受力更加均匀，不易因各部位受力不相等而发生偏移现象。
可选地，如图6所示，上述丝杠机构106可以为滚珠丝杠机构，以减小丝杠1061与螺母1062之间的摩擦力。具体地，滚珠丝杠机构除丝杠1061和螺母1062外还可以包括滚珠1063和反向器1064，在丝杠1061和螺母1062上各加工有圆弧形螺旋槽，将丝杠1061和螺母1062套装起来形成螺旋形滚道，在滚道内装满滚珠1063。当丝杠1061相对螺母1062旋转时，丝杠1061的旋转面通过滚珠1063推动螺母1062轴向移动，同时滚珠1063沿螺旋形滚道滚动，使丝杠1061和螺母1062之间的滑动摩擦转变为滚珠1063与丝杠1061、螺母1062之间的滚动摩擦，减小摩擦系数。螺母1062螺旋槽的两端用反向器1064连接起来，使滚珠1063能够从一端重新回到另一端，构成一个闭合的循环回路。
为提高本公开提供的盘式制动器的制动响应速度，在本公开提供的一种实施方式中，如图1和图2所示，横臂107可以包括横臂本体1071和形成在横臂本体1071上的第一螺纹套筒1072和第二螺纹套筒1073，第一活塞108的外周面与第一螺纹套筒1072螺纹配合，第二活塞109的外周面与第二螺纹套筒1073螺纹配合，螺母1062固定在横臂本体1071上，盘式制动器还包括第一转动杆110、第二转动杆111和传动机构112，第一转动杆110和第二转动杆111可周向转动且轴向锁止地设置在制动钳体101内，丝杠1061通过传动机构112与第一转动杆110和第二转动杆111传动连接，第一转动杆110和第二转动杆111转动穿设于横臂本体1071，第一活塞108可轴向移动且周向锁止地套装在第一转动杆110上，第二活塞109可轴向移动且周向锁止地套装在第二转动杆111上。
也就是说，第一活塞108的外周面和第二活塞109的外周面均形成有外螺纹，该外螺纹与第一螺纹套筒1072和第二螺纹套筒1073的内螺纹螺纹连接，且第一活塞108和第二活塞109分别套设在第一转动杆110和第二转动杆111上，第一活塞108的内周面和第二活塞109的内周面与第一转动杆110和第二转动杆111的外周面接触，且第一活塞108和第二活塞109能够沿第一转动杆110和第二转动杆111的轴向移动，但不能相对于第一转动杆110和第二转动杆111转动。例如，第一活塞108和第二活塞109可以与第一转动杆110和第二转动杆111花键连接，从而使第一活塞108和第二活塞109可轴向移动且周向锁止地套装在第一转动杆110上和第二转动杆111上。
这样，在制动时，丝杠1061可以通过传动机构112带动第一转动杆110和第二转动杆111转动，进而带动第一活塞108和第二活塞109转动，使第一活塞108和第二活塞109边转动边沿第一螺纹套筒1072和第二螺纹套筒1073的轴向朝向靠近第一制动块102的方向移动，与此同时，螺母1062也在驱动横臂107、第一活塞108和第二活塞109朝向靠近第一制动块102的方向移动，从而提高第一活塞108和第二活塞109朝向第一制动块102的移动速度，进而提高制动响应速度。特别是当第一制动块102因摩擦而与制动盘104之间的间隙变大时，第一制动块102需要克服更大的距离才能抵顶制动盘104，由于第一活塞108和第二活塞109可以在制动的过程中相对于第一螺纹套筒1072和第二螺纹套筒1073伸长，从而能够有效地弥补制动间隙，避免制动间隙过大而影响制动响应速度。
可选地，第一转动杆110和第二转动杆111可以通过轴承可周向转动地安装在制动钳体101上，如图1和图2所示，制动钳体101上还可以设置两个端盖120，第一转动杆110和第二转动杆111的一端可以与对应的端盖120连接，端盖120止挡在制动钳体101上，以避免第一转动杆110和第二转动杆111的轴向移动，防止第一转动杆110和第二转动杆111从制动钳体101内掉出。
进一步地，盘式制动器还可以包括第一单向离合器113和第二单向离合器114，第一单向离合器113安装在第一转动杆110上，第二单向离合器114安装在第二转动杆111上，传动机构112与第一单向离合器113和第二单向离合器114连接，盘式制动器具有第一工作状态和第二工作状态，在第一工作状态，丝杠1061驱动螺母1062朝向第一制动块102移动，传动机构112通过第一单向离合器113和第二单向离合器114分别驱动第一转动杆110和第二转动杆111转动；在第二工作状态，丝杠1061驱动螺母1062背离第一制动块102移动，传动机构112通过第一单向离合器113和第二单向离合器114分别在第一转动杆110和第二转动杆111转动上空转。
第一单向离合器113和第二单向离合器114可以实现扭矩的传递或断开，当丝杠1061通过传动机构112驱动第一转动杆110和第二转动杆111朝一个方向转动时，第一单向离合器113和第二单向离合器114可以自动接合，从而使第一转动杆110和第二转动杆111与丝杠1061同步转动；当丝杠1061通过传动机构112驱动第一转动杆110和第二转动杆111朝另一个方向转动时，第一单向离合器113和第二单向离合器114可以自动分离，从而使丝杠1061无法带动第一转动杆110和第二转动杆111转动。由于单向离合器为公知技术，因此这里本公开不对单向离合器的具体结构和工作原理进行详细描述。
也就是说，在制动时，特别是在第一制动块102与制动盘104产生制动间隙的情况下制动时，本公开提供的盘式制动器可以处于第一工作状态，此时电机105驱动丝杠1061朝向一个方向转动，第一单向离合器113和第二单向离合器114处于接合状态，使得第一活塞108和第二活塞109不仅能够在横臂107的推动下朝向第一制动块102移动，还能在第一转动杆110和第二转动杆111的驱动下相对于第一螺纹套筒1072和第二螺纹套筒1073伸出，以增大第一活塞108和第二活塞109与第一螺纹套筒1072和第二螺纹套筒1073之间的距离，从而快速补偿和调整第一制动块102与制动盘104之间的制动间隙；在解除制动时，本公开提供的盘式制动器可以处于第二工作状态，此时电机105驱动丝杠1061朝向另一个方向转动，第一单向离合器113和第二单向离合器114自动断开，使丝杠1061和第一转动杆110、第二转动杆111无法实现扭矩传递，也就是说，第一活塞108和第二活塞109可以在横臂107的带动下朝向远离第一制动块102的方向移动，但第一活塞108和第二活塞109不发生转动，使得第一活塞108和第二活塞109与第一螺纹套筒1072和第二螺纹套筒1073之间的距离无法改变，即，第一活塞108和第二活塞109与第一螺纹套筒1072和第二螺纹套筒1073之间的距离仍然保持在前一次制动时的距离，从而实现了制动间隙的自动消除和自动调整。换言之，通过设置第一单向离合器113和第二单向离合器114可以在第一制动块102与制动盘104产生制动间隙时，在制动的过程中调整第一活塞108和第二活塞109的位置，缩小第一活塞108和第二活塞109与第一制动块102之间的距离，并在解除制动时保持第一活塞108和第二活塞109调整后的位置，从而自动补偿、调节制动间隙，缩短下一次制动时的制动响应时间。
另外，传动机构112可以有多种实施方式，在本公开提供的一种实施方式中，传动机构112包括主动轮1121、第一从动轮1122和第二从动轮1123，主动轮1121安装在丝杠1061上，第一从动轮1122通过第一单向离合器113安装在第一转动杆110上，第二从动轮1123通过第二单向离合器114安装在第二转动杆111上，主动轮1121上形成有多个主动轮1121齿，第一从动轮1122上形成有多个第一从动轮1122齿，第二从动轮1123上形成有多个第二从动轮1123齿，第一从动轮1122齿和第二从动轮1123齿均与主动轮1121齿相互啮合，从而通过第一从动齿轮和第二从动齿轮与主动轮1121的相互啮合实现丝杠1061与第一转动杆110和第二转动杆111的传动连接。
进一步地，由于在丝杠1061转动的过程中，第一从动轮1122和第二从动轮1123的转动方向相反，即，第一转动杆110和第二转动杆111的转动方向相反，为使第一活塞108和第二活塞109能够共同相对于第一螺纹套筒1072和第二螺纹套筒1073伸出，第一螺纹套筒1072的螺纹方向可以与第二螺纹套筒1073的螺纹方向相反，也就是说，第一活塞108外周面形成的外螺纹的螺纹方向与第二活塞109外周面形成的螺纹方向相反。
进一步地，每个第一从动轮齿与其相邻的主动轮齿之间均具有间隙，每个第二从动轮齿与其相邻的主动轮齿之间具有间隙，这样，当丝杠1061转动时，丝杠1061立即带动螺母1062移动，但由于主动轮1121的主动轮齿与第一从动轮1122的第一从动轮齿和第二从动轮1123的第二从动轮齿之间具有间隙，主动轮1121需要克服间隙后才能带动第一从动轮1122和第二从动轮1123转动，也就是说，第一从动轮1122和第二从动轮1123的转动时间晚于螺母1062的移动时间，第一活塞108和第二活塞109的位置调整，即制动间隙调整(第一活塞108和第二活塞109相对于第一螺纹套筒1072和第二螺纹套筒1073的伸长)晚于横臂107的下移。这样，可以使横臂107先朝向第一制动块102移动以克服正常的制动间隙后，再使第一活塞108和第二活塞109转动进行间隙调整，从而避免制动间隙调整过量，避免制动拖滞的情况发生。
在本公开提供的另一种实施方式中，如图3所示，传动机构112包括主动轮1121、第一从动轮1122、第二从动轮1123和传动带1124，主动轮1121安装在丝杠1061上，第一从动轮1122通过第一单向离合器113安装在第一转动杆110上，第二从动轮1123通过第二单向离合器114安装在第二转动杆111上，传动带1124饶设在主动轮1121、第一从动轮1122以及第二从动轮1123上。这里，传动带1124可以为皮带或链条，本公开对传动带1124的具体类型不作限制。
由于主动轮1121通过传动带1124带动第一从动轮1122和第二从动轮1123转动，因此第一从动轮1122和第二从动轮1123的转动方向相同，使得第一螺纹套筒1072的螺纹方向和第二螺纹套筒1073的螺纹方向可以相同，第一活塞108的螺纹方向和第二活塞109的螺纹方向可以相同，第一螺纹套筒1072和第二螺纹套筒1073可以交换使用，第一活塞108和第二活塞109可以交换使用，从而使得制造成本降低。并且，由于主动轮1121与第一从动轮1122和第二从动轮1123之间通过传动带1124传动，使得第一从动轮1122和第二从动轮1123与主动轮1121之间的距离可以增大，即，第一转动杆110和第二转动杆111之间的距离可以增大，从而更有利于使用和布置体积较大的第一活塞108和第二活塞109，进而向第一制动块102提供更高的制动力。
另外，在本公开提供的一种实施方式中，参照图4和图5，主动轮1121的内周面与丝杠1061的外周面之间具有间隙，盘式制动器还包括扭力限制装置115，扭力限制装置115安装在丝杠1061上并相对于丝杠1061固定(即，扭力限制装置115与丝杠1061之间无相对转动，也无相对移动)，扭力限制装置115与主动轮1121之间摩擦传动，也就是说，当丝杠1061转动时，丝杠1061带动扭力限制装置115转动，扭力限制装置115通过其与主动轮1121之间的摩擦力带动主动轮1121转动。
其中，当扭力限制装置115与主动轮1121之间的摩擦力小于第一活塞108和第二活塞109的转动阻力时，主动轮1121与扭力限制装置115发生相对转动。这里，第一活塞108和第二活塞109的转动阻力指的是第一活塞108和第二活塞109绕第一螺纹套筒1072和第二螺纹套筒1073的轴线转动并沿其轴线移动时受到的阻力，该转动阻力等于第一从动齿轮和第二从动齿轮驱动第一转动杆110和第二转动杆111转动所需的转动力。第一活塞108和第二活塞109的转动阻力主要来源于第一活塞108和第二活塞109与第一螺纹套筒1072和第二螺纹套筒1073之间的摩擦力以及第一活塞108和第二活塞109与第一制动块102之间的摩擦力。当第一活塞108和第二活塞109的转动阻力大于扭力限制装置115与主动轮1121之间的摩擦力时，主动轮1121在扭力限制装置115上发生打滑现象，也就是说，此时，扭力限制装置115无法将丝杠1061的扭矩传递至主动轮1121，即使第一单向离合器113和第二单向离合器114处于接合状态，丝杠1061也无法驱动第一转动杆110和第二转动杆111转动。
这样，通过设置扭力限制装置115与主动轮1121之间的摩擦接触面积、摩擦接触面的粗糙度、摩擦系数等可以使第一活塞108和第二活塞109的转动阻力增加到超过扭力限制装置115与主动轮1121之间的极限摩擦力时，自动使第一活塞108和第二活塞109停止转动。也就是说，通过设置扭力限制装置115与主动轮1121之间的摩擦接触面积、摩擦接触面的粗糙度、摩擦系数等，可以在制动的过程中，使第一活塞108和第二活塞109在任意位置(例如当第一活塞108和第二活塞109与第一制动块102接触时，或当第一制动块102抵顶摩擦盘时)停止转动，从而避免第一活塞108和第二活塞109的位置调节过量，即，避免制动间隙调整过量。
进一步地，作为一种实施方式，扭力限制装置115与主动轮1121构造为当第一制动块102压紧制动盘104时，扭力限制装置115与主动轮1121之间的摩擦力小于第一活塞108和第二活塞109的转动阻力。也就是说，当第一制动块102压紧制动盘104时，主动轮1121在扭力限制装置115上发生打滑现象，从而使第一活塞108和第二活塞109可以在扭力限制装置115的作用下停止转动，避免继续调整制动间隙，防止制动间隙调整过量，导致制动拖滞，此时电机105仍然可以驱动丝杠1061转动输出制动力。
扭力限制装置115可以具有多种实施方式，在本公开提供的一种实施方式中，如图4所示，扭力限制装置115可以为扭力限制轮1151，扭力限制轮1151的一个端面形成为第一摩擦端面，主动轮1121的一个端面形成为第二摩擦端面，第一摩擦端面与第二摩擦端面摩擦接触。
在本公开提供的另一种实施方式中，如图5所示，扭力限制装置115可以包括扭力限制轮1151和摩擦轮1152，摩擦轮1152位于扭力限制轮1151与主动轮1121之间，摩擦轮1152的两个端面均形成为摩擦面，扭力限制轮1151的一个端面形成为第一摩擦端面，主动轮1121的一个端面形成为第二摩擦端面，摩擦轮1152的一个端面与第一摩擦端面摩擦接触，另一个端面与第二摩擦端面摩擦接触，当摩擦轮1152与主动轮1121之间的摩擦力小于第一活塞108和第二活塞109的转动阻力时，主动轮1121与摩擦轮1152发生相对转动。
为使扭力限制装置115始终与主动轮1121抵顶并摩擦接触，如图4和图5所示，盘式制动器还可以包括预紧弹簧116和轴承117，预紧弹簧116和轴承117均设置在丝杠1061上，轴承117的一端抵顶主动轮1121，预紧弹簧116的一端抵顶扭力限制装置115，以使扭力限制装置115和主动轮1121夹持在预紧弹簧116与轴承117之间。由于预紧弹簧116的一端与扭力限制装置115抵顶，预紧弹簧116可以向扭力限制装置115施加使其抵顶主动轮1121的作用力，轴承117的一端与主动轮1121抵顶，轴承117可以向主动轮1121施加使其抵顶扭力限制装置115的作用力，从而使扭力限制装置115始终与主动轮1121保持摩擦接触的状态。
此外，扭力限制装置115能与丝杠1061同步转动，丝杠1061与扭力限制装置115可以花键连接，具体地，丝杠1061的外周面上形成有多个外花键1065，扭力限制装置115的内周面上形成有多个内花键。其中，每个外花键1065与其相邻的内花键之间具有间隙，这样，当丝杠1061转动时，丝杠1061立即带动螺母1062移动，由于丝杠1061的外花键1065与扭力限制装置115的内花键之间具有间隙，丝杠1061要克服该间隙后才能带动扭力限制装置115转动，也就是说，扭力限制装置115的转动时间晚于螺母1062的移动时间，即，主动轮1121、第一从动轮1122、第二从动轮1123、第一转动杆110、第二转动杆111的转动时间晚于螺母1062的移动时间，这样，第一活塞108和第二活塞109的位置调整，即制动间隙调整(第一活塞108和第二活塞109相对于第一螺纹套筒1072和第二螺纹套筒1073的伸长)将晚于横臂107的下移，从而可以使横臂107先朝向第一制动块102移动以克服正常的制动间隙后，再使第一活塞108和第二活塞109转动进行间隙调整，从而避免制动间隙调整过量，避免制动拖滞的情况发生。
在解除制动时，电机105通过驱动丝杠1061旋转可以时横臂107朝向远离第一制动块102的方向移动，为辅助横臂107的复位，盘式制动器还可以包括复位弹簧118，复位弹簧118用于驱动横臂107背离第一制动块102移动，以使横臂107复位。可选地，复位弹簧118的一端可以与横臂107抵顶，另一端可以与制动钳体101抵顶。
此外，盘式制动器还包括减速器119，电机105通过减速器119减速增扭后驱动丝杠1061转动。具体地，电机105的电机输出轴1051与减速器119的减速器119输入轴连接，减速器119输出轴与丝杠1061连接。可选地，减速器119可以为行星减速器，以减小减速器119的体积，便于盘式制动器的安装。
上述盘式制动器可以为定钳盘式制动器，也可以为浮钳盘式制动器。当上述盘式制动器为浮钳盘式制动器时，如图1和图2所示，浮钳盘式制动器还包括第二制动块103，第二制动块103安装在制动钳体101上，第一制动块102和第二制动块103分别位于制动盘104的两侧。
综上所述，本公开提供的盘式制动器至少具有以下优点：
1、纯机械式制动，电机105与盘式制动器集成为一体，提高了整车的可集成化程度，传动效率高，响应时间快，噪音小，机械性能好等；
2、第一活塞108和第二活塞109的双活塞设置使盘式制动器能承受更高的制动载荷，同时使得第一制动块受力更均匀，使得制动更加稳定，适用于重载荷车辆；
3、能够实现自动地制动间隙调整，且在制动间隙调整过程中能够避免制动间隙调节过量。
根据本公开的另一个方面提供一种车辆，该车辆包括上述的盘式制动器。
以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。

Claims (12)

1.一种盘式制动器，其特征在于，包括制动钳体(101)、第一制动块(102)、制动盘(104)、电机(105)、丝杠机构(106)、横臂(107)、第一活塞(108)以及第二活塞(109)，所述横臂(107)可轴向移动且固定在所述制动钳体(101)内，所述丝杠机构(106)包括丝杠(1061)和螺母(1062)，所述螺母(1062)固定在所述横臂(107)上，所述丝杠(1061)的一端伸入所述制动钳体(101)内并与所述螺母(1062)螺纹配合，所述第一活塞(108)和第二活塞(109)关于所述第一制动块(102)的中心轴线(A)对称地设置在所述横臂(107)背离所述螺母(1062)的一侧，所述电机(105)用于驱动所述丝杠(1061)旋转，以使所述螺母(1062)推动所述横臂(107)沿所述丝杠(1061)的轴向移动，从而使所述第一活塞(108)和第二活塞(109)共同推动所述第一制动块(102)移动以压紧所述制动盘(104)。
2.根据权利要求1所述的盘式制动器，其特征在于，所述丝杠(1061)的轴线(B)与所述第一制动块(102)的中心轴线(A)重合。
3.根据权利要求1所述的盘式制动器，其特征在于，所述横臂(107)包括横臂本体(1071)和形成在所述横臂本体(1071)上的第一螺纹套筒(1072)和第二螺纹套筒(1073)，所述第一活塞(108)的外周面与所述第一螺纹套筒(1072)螺纹配合，所述第二活塞(109)的外周面与所述第二螺纹套筒(1073)螺纹配合，所述螺母(1062)固定在所述横臂本体(1071)上，所述盘式制动器还包括第一转动杆(110)、第二转动杆(111)和传动机构(112)，所述第一转动杆(110)和第二转动杆(111)可周向转动且轴向锁止地设置在所述制动钳体(101)内，所述丝杠(1061)通过所述传动机构(112)与所述第一转动杆(110)和第二转动杆(111)传动连接，所述第一转动杆(110)和第二转动杆(111)转动穿设于所述横臂本体(1071)，所述第一活塞(108)可轴向移动且周向锁止地套装在所述第一转动杆(110)上，所述第二活塞(109)可轴向移动且周向锁止地套装在所述第二转动杆(111)上。
4.根据权利要求3所述的盘式制动器，其特征在于，所述盘式制动器还包括第一单向离合器(113)和第二单向离合器(114)，所述第一单向离合器(113)安装在所述第一转动杆(110)上，所述第二单向离合器(114)安装在所述第二转动杆(111)上，所述传动机构(112)与所述第一单向离合器(113)和第二单向离合器(114)连接，所述盘式制动器具有第一工作状态和第二工作状态，在所述第一工作状态，所述丝杠(1061)驱动所述螺母(1062)朝向所述第一制动块(102)移动，所述传动机构(112)通过所述第一单向离合器(113)和第二单向离合器(114)分别驱动所述第一转动杆(110)和第二转动杆(111)转动；在所述第二工作状态，所述丝杠(1061)驱动所述螺母(1062)背离所述第一制动块(102)移动，所述传动机构(112)通过所述第一单向离合器(113)和第二单向离合器(114)分别在所述第一转动杆(110)和第二转动杆(111)转动上空转。
5.根据权利要求4所述的盘式制动器，其特征在于，所述传动机构(112)包括主动轮(1121)、第一从动轮(1122)和第二从动轮(1123)，所述主动轮(1121)安装在所述丝杠(1061)上，所述第一从动轮(1122)通过所述第一单向离合器(113)安装在所述第一转动杆(110)上，所述第二从动轮(1123)通过所述第二单向离合器(114)安装在所述第二转动杆(111)上，所述主动轮(1121)上形成有多个主动轮齿，所述第一从动轮(1122)上形成有多个第一从动轮齿，所述第二从动轮(1123)上形成有多个第二从动轮齿，所述第一从动轮齿和第二从动轮齿均与所述主动轮齿相互啮合。
6.根据权利要求5所述的盘式制动器，其特征在于，所述第一螺纹套筒(1072)的螺纹方向与所述第二螺纹套筒(1073)的螺纹方向相反。
7.根据权利要求5所述的盘式制动器，其特征在于，每个第一从动轮齿与其相邻的所述主动轮齿之间均具有间隙，每个第二从动轮齿与其相邻的所述主动轮齿之间具有间隙。
8.根据权利要求4所述的盘式制动器，其特征在于，所述传动机构(112)包括主动轮(1121)、第一从动轮(1122)、第二从动轮(1123)和传动带(1124)，所述主动轮(1121)安装在所述丝杠(1061)上，所述第一从动轮(1122)通过所述第一单向离合器(113)安装在所述第一转动杆(110)上，所述第二从动轮(1123)通过所述第二单向离合器(114)安装在所述第二转动杆(111)上，所述传动带(1124)饶设在所述主动轮(1121)、所述第一从动轮(1122)以及所述第二从动轮(1123)上。
9.根据权利要求5或8所述的盘式制动器，其特征在于，所述主动轮(1121)的内周面与所述丝杠(1061)的外周面之间具有间隙，所述盘式制动器还包括扭力限制装置(115)，所述扭力限制装置(115)安装在所述丝杠(1061)上并相对于所述丝杠(1061)固定，所述扭力限制装置(115)与所述主动轮(1121)之间摩擦传动，当所述扭力限制装置(115)与所述主动轮(1121)之间的摩擦力小于所述第一活塞(108)和第二活塞(109)的转动阻力时，所述主动轮(1121)与所述扭力限制装置(115)发生相对转动；
可选择地，所述扭力限制装置(115)与所述主动轮(1121)构造为当所述第一制动块(102)压紧所述制动盘(104)时，所述扭力限制装置(115)与所述主动轮(1121)之间的摩擦力小于所述第一活塞(108)和第二活塞(109)的转动阻力；
可选择地，所述扭力限制装置(115)为扭力限制轮(1151)，所述扭力限制轮(1151)的一个端面形成为第一摩擦端面，所述主动轮(1121)的一个端面形成为第二摩擦端面，所述第一摩擦端面与所述第二摩擦端面摩擦接触；
可选择地，所述扭力限制装置(115)包括扭力限制轮(1151)和摩擦轮(1152)，所述摩擦轮(1152)位于所述扭力限制轮(1151)与所述主动轮(1121)之间，所述扭力限制轮(1151)的一个端面形成为第一摩擦端面，所述主动轮(1121)的一个端面形成为第二摩擦端面，所述摩擦轮(1152)的一个端面与所述第一摩擦端面摩擦接触，另一个端面与所述第二摩擦端面摩擦接触，当所述摩擦轮(1152)与所述主动轮(1121)之间的摩擦力小于所述第一活塞(108)和第二活塞(109)的转动阻力时，所述主动轮(1121)与所述摩擦轮(1152)发生相对转动；
可选择地，所述盘式制动器还包括预紧弹簧(116)和轴承(117)，所述预紧弹簧(116)和轴承(117)均设置在所述丝杠(1061)上，所述轴承(117)的一端抵顶所述主动轮(1121)，所述预紧弹簧(116)的一端抵顶所述扭力限制装置(115)，以使所述扭力限制装置(115)和主动轮(1121)夹持在所述预紧弹簧(116)与所述轴承(117)之间；
可选择地，所述丝杠(1061)与所述扭力限制装置(115)花键连接，所述丝杠(1061)的外周面上形成有多个外花键(1065)，所述扭力限制装置(115)的内周面上形成有多个内花键，每个外花键(1065)与其相邻的所述内花键之间具有间隙。
10.根据权利要求1所述的盘式制动器，其特征在于，所述盘式制动器还包括复位弹簧(118)，所述复位弹簧(118)用于驱动所述横臂(107)背离所述第一制动块(102)移动，以使所述横臂(107)复位，所述盘式制动器还包括减速器(119)，所述电机(105)通过所述减速器(119)驱动所述丝杠(1061)转动。
11.根据权利要求1所述的盘式制动器，其特征在于，所述盘式制动器为浮钳盘式制动器，所述浮钳盘式制动器还包括第二制动块(103)，所述第二制动块(103)安装在所述制动钳体(101)上，所述第一制动块(102)和第二制动块(103)分别位于所述制动盘(104)的两侧。
12.一种车辆，其特征在于，包括权利要求1-11中任一项所述的盘式制动器。
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